{"id":982,"date":"2018-11-13T10:04:06","date_gmt":"2018-11-13T10:04:06","guid":{"rendered":"http:\/\/www.assemblaggio-online.it\/?p=982"},"modified":"2018-11-13T10:04:06","modified_gmt":"2018-11-13T10:04:06","slug":"introduzione-alla-metrotronica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/assemblaggio\/introduzione-alla-metrotronica\/","title":{"rendered":"Introduzione alla \u201cmetrotronica\u201d"},"content":{"rendered":"

Nel corso di un recente convegno dell\u2019INRIM – Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, il Responsabile R&S di VEA<\/a><\/strong> Fabio Rosi ha coniato il neologismo \u201cmetrotronica\u201d, risultato dell\u2019unione di metro(logia) e (mecca)tronica.
\nUn termine che ben rappresenta l\u2019adattamento degli strumenti metrologici in modo che possano operare direttamente ed efficacemente in un ambiente di produzione industriale.<\/p>\n

di Fabio Rosi<\/em><\/p>\n

Nel comparto manifatturiero, soprattutto in quello legato all\u2019automobile, si \u00e8 registrato un notevole incremento nella richiesta di misure eseguite direttamente in linea di produzione. Per molti settori industriali, infatti, \u00e8 sempre pi\u00f9 pressante l\u2019esigenza di garantire che la totalit\u00e0 dei prodotti sia conforme alle specifiche, rendendo cos\u00ec insufficiente il controllo statistico a campione effettuato in laboratorio.
\nMediamente viene richiesto di poter misurare pezzi in modo automatico, con una frequenza oraria superiore alle migliaia di pezzi; alla misura pu\u00f2 essere associato anche un controllo qualitativo, di tipo \u201ccosmetico\u201d o funzionale. L\u2019accuratezza della misura richiesta in linea \u00e8 invece sempre pi\u00f9 prossima a quella delle attrezzature da laboratorio, e ci\u00f2 rende necessario un approccio metrologico sempre pi\u00f9 rigoroso.
\nD\u2019altronde, l\u2019applicazione pratica della metrologia ha da sempre trovato la sua sede naturale in laboratorio, in un ambiente controllato; anche la strumentazione e le tecnologie studiate per eseguire le misure si sono adattate a questo ambiente. Adesso la necessit\u00e0 di uscire dal laboratorio comporta una serie di attivit\u00e0 non indifferenti, che possono essere viste come una nuova opportunit\u00e0 per l\u2019attuale comparto metrologico.
\nNasce da qui l\u2019esigenza di identificare con un termine una serie di azioni, pensieri, regole e tecnologie in modo che queste possano assumere un ambito e una forma definita. Mi sono quindi permesso di creare il neologismo \u201cmetrotronica\u201d (presentato lo scorso aprile al convegno dell\u2019INRIM – Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica sulla \u201cmetrologia delle superfici funzionali\u201d) per identificare tutto ci\u00f2 che rientra nell\u2019ambito dell\u2019adattamento degli strumenti metrologici in modo che possano operare direttamente ed efficacemente in un ambiente di produzione industriale.<\/p>\n

Metrologia e meccatronica s\u2019incontrano<\/strong>
\n\u201cMetrotronica\u201d \u00e8 una parola composta da \u201cmetro(logia)\u201d e \u201c(mecca)tronica\u201d. \u201cMetrologia\u201d secondo la definizione del VIM, art. 2.2, \u00e8 la scienza delle misurazioni e delle sue applicazioni. \u201cMeccatronica\u201d \u00e8 una parola composta di mecca(nica) ed (elet)tronica e significa \u201cscienza che nasce dall\u2019integrazione tra la meccanica e l\u2019elettronica al fine di progettare, sviluppare e controllare sistemi e processi a elevato grado di automazione e integrazione\u201d (rif. Enciclopedia Treccani online). Molte societ\u00e0 che producono attrezzature di misura stanno investendo buona parte delle proprie risorse in ricerca & sviluppo proprio in quest\u2019ambito.<\/p>\n

La misurazione automatica in ambiente non controllato<\/strong>
\nVediamo ora alcuni aspetti chiave della misurazione automatica in ambiente non controllato. Iniziamo con l\u2019impossibilit\u00e0 di controllare tutto ci\u00f2 che veniva controllato in un ambiente di laboratorio e poteva influenzare l\u2019oggetto misurato; nello specifico, l\u2019influenza delle grandezze non controllate avr\u00e0 maggiore o minore criticit\u00e0 a seconda della tipologia di misura da eseguire. Altro aspetto molto importante \u00e8 legato all\u2019impossibilit\u00e0 di controllare tutto ci\u00f2 che veniva controllato in un ambiente di laboratorio e poteva influenzare lo strumento di misura; in questo caso molto dipende dallo strumento di misura che pensiamo di utilizzare. Consideriamo ora la difficolt\u00e0 o l\u2019impossibilit\u00e0 di preparare l\u2019oggetto da misurare nel modo ottimale e controllato con cui lo si prepara in laboratorio. L\u2019aspetto ripetitivo e veloce della misura implica l\u2019automatismo della stessa. Nei laboratori ci sono operatori specializzati che preparano l\u2019oggetto alla misura, un\u2019operazione fondamentale e complessa che, se eseguita da un meccanismo automatico in modo non adatto, pu\u00f2 portare a misurazioni errate. Passiamo ora alla velocit\u00e0 di misura. Misurare un pezzo in qualche secondo ed eseguire centinaia di quote al secondo rappresenta spesso la normalit\u00e0 per queste macchine. Una buona parte degli strumenti di misura non \u00e8 in grado di eseguire la misura con velocit\u00e0 sufficiente. Due sono le ragioni: un problema tecnologico legato allo strumento, oppure un problema legato al metodo di misura. Infine, consideriamo la necessit\u00e0 di misurare la ripetibilit\u00e0 e l\u2019accuratezza, possibilmente in tempo reale. In ambiente industriale la perdita di accuratezza degli strumenti \u00e8 mediamente pi\u00f9 alta rispetto a quella che avviene in laboratorio, per cui \u00e8 fondamentale conoscere l\u2019effettiva ripetibilit\u00e0 e accuratezza dello strumento. Nel paragrafo che segue presentiamo una case history che illustra una possibile soluzione.<\/p>\n

Un esempio applicativo<\/strong>
\nGi\u00e0 da questi aspetti chiave della misura automatica si riesce a focalizzare chiaramente una delle peculiarit\u00e0 della metrotronica: si tratta di una scienza che porta con s\u00e9 la valutazione ponderata di vari aspetti metrologici e delle incertezze combinate generate dalla misurazione di grandezze fisiche differenti. Riporto l\u2019esperienza di un impianto di misurazione micrometrico, recentemente realizzato da VEA. L\u2019impianto, che esegue misure in linea di produzione di oggetti cilindrici di circa 50 mm di diametro, misura un pezzo ogni 3 s e l\u2019accuratezza di misura richiesta \u00e8 di 4 \u00b5m. I pezzi escono da una lavatrice e vengono asciugati da getti di aria calda; ogni pistone esce con una temperatura diversa, con escursioni anche di 40 \u00b0C, che implicano circa 46 \u00b5m di dilatazione termica.<\/p>\n

Una tecnologia proprietaria per rilevare lo scarto in tempo reale<\/strong>
\nRelativamente all\u2019aspetto termico, sono stati realizzati ad hoc sensori termici ad alta velocit\u00e0, perch\u00e9 quelli in commercio non erano sufficientemente veloci, e si \u00e8 adottato un algoritmo di compensazione della temperatura a quadruplo stadio con autocalibrazione, che tiene conto della temperatura ambiente, di quella del pezzo, del calibro e del sensore ottico che esegue la misura.
\nPer accorgersi della perdita di accuratezza degli strumenti \u00e8 stato adottato un sistema autocalibrante, che contiene internamente calibri di riferimento, con una procedura automatica per verificare eventuali variazioni di accuratezza. Le vibrazioni presenti in ambiente possono talvolta causare misure errate. L\u2019uso di una particolare tecnologia proprietaria, chiamata MSA (Micro Stabilized Accuracy), permette di rilevare in tempo reale lo scarto tipo di una determinata misura. Da essa si deduce la ripetibilit\u00e0 dello strumento e, in caso di uno scarto tipo elevato, si pu\u00f2 decidere di ripetere la misura, anche perch\u00e9 spesso le vibrazioni sono fenomeni momentanei.
\nNegli impianti in fase di realizzazione si tende a migliorare l\u2019accuratezza dei sistemi incrementando le interazioni tra le diverse grandezze fisiche, ad esempio con l\u2019introduzione di accelerometri o dispositivi che permettono di analizzare l\u2019indice di riflessione degli oggetti da misurare.<\/p>\n

\u201cDietro un grande metrotronico c\u2019\u00e8 sempre un grande metrologo\u201d<\/strong>
\nConcludo questa \u201cintroduzione\u201d alla metrotronica con alcuni spunti che meriterebbero ulteriori approfondimenti. La quantit\u00e0 di informazioni generate dai sistemi di misura in linea permette di migliorare il processo produttivo in modo automatico, tramite un adeguato processo di retroazione. Inoltre, queste tecnologie rientrano a pieno titolo nei nuovi finanziamenti previsti dal Piano strategico nazionale Industria 4.0, che potrebbe rappresentare una buona occasione per molte aziende. Anche se esistono parecchi sistemi di misura nelle linee di produzione, si tratta ancora per la maggior parte di soluzioni manuali o che, se automatizzate, spesso non tengono conto dei fattori ambientali e di alcuni aspetti discussi in questo articolo: ci\u00f2 significa che esiste ancora un grande margine di miglioramento. Parafrasando un celebre detto, potrei affermare che \u201cdietro un grande metrotronico c\u2019\u00e8 sempre un grande metrologo\u201d, perch\u00e9 le due figure sono fortemente complementari: il metrologo possiede la conoscenza che permette di identificare le incertezze; il metrotronico possiede la conoscenza che permette di trovare le soluzioni alle incertezze identificate.<\/p>\n

(Fabio Rosi \u00e8 Responsabile Ricerca & Sviluppo di VEA)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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