Misure accurate per produrre radiatori perfetti.

Un radiatore per veicoli contiene tipicamente 6000 piccole alette, ognuna delle quali contribuisce a garantire lo scambio di calore desiderato. Per evitare scarti nella produzione dei pacchi alettati che costituiscono i radiatori, Novasis Innovazione ha ideato un sistema di misura differenziale dell’altezza delle alette basato sui sensori di spostamento laser Keyence ad altissima velocità e accuratezza.

Gli scambiatori di calore utilizzati sui veicoli vengono assemblati partendo dai pacchi alettati, costituiti da un insieme di tubi circondati dalle alette di raffreddamento. Per funzionare in modo ottimo, l’aletta deve essere realizzata con tolleranze dell’ordine dei centesimi di millimetro, pena un cattivo funzionamento dello scambiatore di calore di cui farà parte o, peggio ancora, la necessità di scartare in produzione l’intero radiatore già assemblato.

Pertanto chi produce in grande serie le alette deve riuscire a controllarne accuratamente l’altezza, operazione tutt’altro che semplice, visto che si tratta di un pezzo realizzato in metallo riflettente, dalle caratteristiche geometriche particolari e prodotto ad altissima velocità su linee automatiche capaci di creare 300 alette al secondo a partire da un coil di alluminio.

Innovazione economicamente sostenibile
Novasis Innovazione ha accettato la sfida progettando e realizzando un sistema di misura in linea che controlla ogni singola aletta durante la sua produzione. L’azienda valdostana, specializzata nello sviluppo di tecnologie avanzate di prodotto e di processo con sistemi di visione artificiale e di misura ottica non a contatto, ha scelto i sensori di spostamento laser Keyence delle serie LK-G 5000 per affrontare questo impegnativo progetto, come racconta Davide Capello, R&D Manager di Novasis: “L’innovazione è la nostra forza caratteristica distintiva. I nostri clienti tipicamente ci interpellano per trovare soluzioni ad hoc soddisfacendo esigenze di mercato che normalmente non vengono affrontate e risolte con sistemi tradizionali. In questo caso siamo intervenuti su una linea destinata a un fornitore di componentistica di primo livello del settore auto.”

Il settore dell’auto è molto sensibile all’assoluta qualità dei componenti, che devono essere prodotti in grande quantità con un rigoroso controllo dei costi. Di conseguenza, i fornitori di componentistica, devono sempre tenere sotto controllo con la massima attenzione i propri processi produttivi, per minimizzare scarti o rallentamenti della produzione che comprometterebbero la loro competitività sul mercato.

L’importanza del controllo in linea
La soluzione classica utilizzata per il controllo delle alette è la verifica a campione, eseguita fuori linea su un’apparecchiatura dedicata. Il cliente di Novasis Innovazione, invece, desiderava passare a un controllo integrale in linea di tutte le alette, in modo da poter ottimizzare il proprio processo ed eventualmente poter reagire immediatamente in caso di scostamento imprevisto dai valori di tolleranza ammessi.

Racconta Capello: “Le alette vengono formate dalla macchina a partire dal laminato metallico, chiamato coil, e l’obiettivo consisteva nel misurarne accuratamente l’altezza, che non deve mai discostarsi più di qualche centesimo di mm dal valore nominale. L’aletta è metallica e la sua superficie è molto riflettente, una caratteristica che la rende difficile da misurare. Inoltre, la geometria è molto particolare e la formatura avviene in un ambiente ricco di vapori d’olio presenti all’interno della macchina. L’aletta scorre ad alta velocità all’interno di un tunnel di trasporto, che le fa prendere anche un moto ondulatorio piuttosto irregolare, un’altra complicazione da affrontare. Infine, data la geometria delle alette, abbiamo utilizzato una tecnica di misura differenziale, andando a misurare contemporaneamente la posizione della parte superiore e della parte inferiore dell’aletta, per poi ricavare la misura per differenza”.

Estrema velocità e accuratezza di misura
Per realizzare la soluzione, Novasis Innovazione ha ideato due vere e proprie ‘camere bianche’ contenenti i due sensori di spostamento laser KEYENCE LK-H022. Ciascuna camera, montata su una staffa a C e una slitta, è costituita da un contenitore in sovrapressione e da un coperchio di protezione a ghigliottina. L’integrazione di elettronica e meccanica ha consentito di garantire un sistema di misura che rimanga pulito e che possa essere facilmente calibrato e regolato durante la vita operativa della macchina.

Spiega Capello: “La testina laser KEYENCE è allo stato dell’arte come tecnologia in termini di risoluzione, velocità di elaborazione e scaricamento dei dati. Ci ha permesso di garantire un’accuratezza di misura di 5 micron e ripetibilità di ±1 micron. Altrettanto importante è il ruolo del controllore KEYENCE LK-G5000 ,per la sua capacità di acquisire i dati misurati dai sensori ad altissima velocità.”

Integrazione e robustezza
Le misure in tempo reale effettuate con le testine laser KEYENCE vengono poi elaborate dal sistema di controllo realizzato da Novasis Innovazione per ricavare il dato finale, ovvero l’altezza effettiva delle alette e che serve al cliente per tenere sotto controllo in tempo reale il processo produttivo.

“Per riuscire a realizzare soluzioni innovative serve una grande attenzione nella scelta dei componenti tecnologici fondamentali e una grande capacità di integrazione”, conclude Capello. “La competenza multidisciplinare è uno dei nostri punti di forza che ci hanno fatto apprezzare dai clienti. A nostra volta, solo con la collaborazione continua con aziende fornitrici che consideriamo veri e propri partner possiamo concentrarci su quello che sappiamo fare meglio, facendo affidamento sulle competenze specialistiche di ognuno. È il caso di KEYENCE, marchio riconosciuto sul mercato, disponibile in tutto il mondo e che per noi è sinonimo di robustezza assoluta.”

www.keyence.it/Novasis
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