Monitoraggio della forza nelle presse di assemblaggio

Sensori di forza piezoelettrici per il controllo forza-corsa in piantaggio, crimpatura e rivettatura

Nelle operazioni di assemblaggio a pressa - piantaggio di cuscinetti, boccole e perni, crimpatura, rivettatura, giunzione per deformazione plastica - la qualità del giunto dipende dalla forza applicata lungo tutta la corsa. Un'interferenza fuori tolleranza, un componente mancante o deformato non si vedono a occhio, ma lasciano una traccia precisa nell'andamento della forza. Per questo il monitoraggio della forza nelle presse di assemblaggio è diventato uno strumento di controllo qualità al 100% direttamente in linea.

Il sensore di forza viene installato nel flusso di carico, tra lo slittone e l'utensile o sotto il pezzo, e il suo segnale viene acquisito insieme alla posizione della pressa. Per ogni pezzo si ottiene così una curva forza-corsa, che viene confrontata con finestre o inviluppi di tolleranza definiti in fase di messa a punto: se la curva esce dai limiti, il pezzo viene scartato e la causa resta documentata. La registrazione delle curve garantisce inoltre la tracciabilità di ogni assemblaggio.

Per questa misura si impiegano spesso sensori di forza piezoelettrici, in particolare nella forma ad anello, montati con precarico tra due superfici. Sono molto rigidi, compatti e resistenti ai sovraccarichi, e coprono un campo di misura molto ampio: lo stesso sensore può rilevare forze da pochi newton a molti kilonewton, una caratteristica utile quando la stessa pressa lavora sia componenti fini sia pezzi massicci. Sono disponibili in versione in carica, con amplificatore esterno, o IEPE con elettronica integrata. Per misure statiche di lunga durata, in cui conta l'assenza di deriva, si preferiscono invece trasduttori estensimetrici.

Il controllo della forza su ogni ciclo riduce gli scarti a valle e i reclami, permette di individuare subito usura degli utensili o lotti di componenti non conformi e semplifica il passaggio da un prodotto all'altro sulla stessa linea. Quando lo spazio nella pressa non consente l'uso di sensori standard, si può ricorrere a un sensore di forza su misura integrato negli utensili.

 

Le celle di carico trasformano lo sforzo meccanico in un segnale elettrico stabile e ripetibile, per misure di forza e peso affidabili anche in ambienti gravosi. Coprono applicazioni statiche come pesatura, prove di carico e tensionamento, ed eventi dinamici come urti e transienti. La tecnologia va scelta in base a portata, precisione e condizioni operative.

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