AES_1 2022

FOCUS approfondimenti 37 COVER STORY Automazione e Strumentazione n Gennaio - Febbraio 2022 Nasdaq, con stabilimenti di produzione situati, oltre che in Italia, negli Stati Uniti, in Germania e in Russia e uffici regionali di vendita in Giappone, Corea, India e Regno Unito. La sede produttiva di Cerro, negli ultimi anni ha avviato la produzione di sistemi basati su laser fibra. È proprio grazie a questa spinta che IPG Photonics Italia inizia a crescere rapidamente, producendo in toto alcuni dei sistemi commercializzati dalla corporate. Uno dei fiori all’occhiello prodotti presso gli stabi- limenti di Cerro è il cosiddetto TPS (Tube & Profile System), un sistema di saldatura al laser espressa- mente progettato per la produzione in continuo di tubi e profili. Si tratta di una soluzione completa e integrata, provvista di una sorgente laser, un refrigeratore, un pan- nello di comando e - ovviamente - della relativa elettro- nica di controllo. A ciò si aggiunge un posizionatore a tre assi e, tra le opzioni disponibili, un sistema basato su sensore di profilo wenglor per il rilevamento high pre- cision dell’allineamento dei lembi del tubo da saldare. I tubi saldati al laser sono utilizzati prevalentemente nelle applicazioni di gamma elevata, per esempio in campo farmaceutico e alimentare, dove non sono ammesse imperfezioni o la presenza di ossidi e/o residui. I tubi, precedentemente formati mediante operazione di calan- dratura, possono avere varie lunghezze, anche di alcuni metri, e spessori della parete tipicamente compresi tra 0,7 e 4 mm. Tuttavia, il sistema permette la produzione di profili che possono arrivare fino a 12 mm. Lembi allineati al centesimo L’allineamento dei lembi che devono passare sotto il laser costituisce una criticità molto elevata. Se prima della saldatura i lembi non sono perfettamente alline- ati, il tubo presenterà un difetto. Può inoltre capitare che i lembi si muovano durante le operazioni di mani- polazione precedenti la saldatura, rendendo instabile la saldatura stessa. Il tradizionale controllo manuale costringerebbe a fermare la linea, per di più con un con- creto rischio di scarti e con sprechi che, potenzialmente, potrebbero essere anche molto elevati in caso di tubi di particolare valore. Come risolvere tutti questi problemi? IPG Photonics ha pensato a un approccio del tutto innovativo rispetto alle soluzioni tradizionali: potrà sembrare strano, ma per il sistema TPS si è scelto di misurare il profilo del tubo immediatamente dopo la saldatura e non prima. Per le applicazioni dove il diametro e lo spessore del tubo sono esigui, la precisione deve essere massima e raggiunge i 5 centesimi di millimetro. Occorre quindi avvalersi di un sensore le cui prestazioni siano ecce- zionali, stabili e veloci , anche perché la misurazione - effettuata al volo, in produzione continua - deve con- centrarsi in uno spazio ridottissimo, quello fra la salda- tura e la successiva rullatura del cordone. Per eseguire questa misurazione è stato scelto il sensore wenglor weCAT serie MLSL , un dispositivo dagli ingombri molto contenuti, ma dalle performance dav- vero eccezionali in termini di precisione (2 µm di riso- luzione) e velocità (scan rate 6 kHz). Ciò ha consentito di risolvere egregiamente anche le problematiche degli spazi limitati in cui doveva essere installato. Una collaborazione che è andata ‘oltre’ Un aspetto molto significativo, che ha reso wenglor un vero e proprio partner di IPG Photonics nello sviluppo di questo nuovo sistema, è stata la disponibilità a for- nire il massimo supporto nello sviluppo del software . Gran parte dello sviluppo è stato eseguito con il codice che wenglor ha messo direttamente a disposizione e che gli sviluppatori di IPG Photonics hanno integrato nel supervisore di macchina, offrendo così all’utilizzatore la possibilità di selezionare agevolmente i parametri insieme alle ricette di lavorazione in un unico ambiente integrato e user friendly. Il sensore comunica in proto- collo TCP/IP e invia al supervisore i dati dimensionali che, successivamente, vengono elaborati per essere presentati e analizzati qualitativamente. Al supervisore vengono trasmesse quote in millimetri e non sottoforma Nell’impianto realizzato da Constructa per Electrolux Nord America, i profilometri weCAT sono risultati particolarmente adatti per la capacità di effettuare misure contactless sul 100%della produzione