Utensile avanzato per applicazioni di tornitura/fresatura ad alta precisione

Verrà realizzato un prototipo di utensile dotato di capacità sensoriali autonome (e.g. forza sui taglienti, temperatura, vibrazioni) ed equipaggiato da elementi attivi (i.e. attuati da materiali piezoelettrici) in grado modificare la geometria dei taglienti stessi. L’utensile sarà provvisto di apposito sistema di alimentazione, raccolta e trasmissione dati e sarà interfacciato con la parte Cyber. L’obiettivo di un utensile così concepito è quello di estendere le capacità percettive dei macchinari su cui è utilizzato e di valutarne le potenzialità in merito a: compensazione di errori geometrici, miglioramento finiture superficiali, riduzione delle vibrazioni, ecc. A tal fine, in relazione alle funzionalità più promettenti, verranno definite, elaborate e testate delle adeguate strategie di controllo che sfruttano le capacità sensoriali del prototipo.

Modulo semi-automatico in grado di caratterizzare la “qualità” di un componente processato da un centro di lavoro. Si tratta di un braccio robotico, equipaggiato da un sistema di visione, un sistema di illuminazione, un modulo di controllo ed elaborazione dati (all’interno del Data Module), in grado di ispezionare alcuni feature tecnologiche di un pezzo lavorato, di elaborarne le immagini estraendone indicatori sintetici (Synthesized process indicators) associati alla qualità e alla morfologia delle relative superfici. Si prevede di testare le funzioni del prototipo su una serie di campioni superficiali di riferimento.

Virtual Operator Si tratta di un modulo che, sfruttando informazioni provenienti da segnali della macchina, da immagini (o relative elaborazioni) delle lavorazioni effettuate (Synthesized process indicators e Processed surface data provenienti dal Data Module), da elaborazioni effettuate dal CPS (provenienti dal Digital Twin Module) e considerando l’eventuale opinione dell’operatore macchina, sia in grado di valutare autonomamente il raggiungimento della qualità desiderata e sia capace di inferire, previo addestramento, in merito ad eventuali problematiche della lavorazione, allo stato dell’utensile e della macchina. Le procedure aziendali prevedono un quality assessment che farà da input, oltre alla valutazione dell’operatore, alle strategie di miglioramento e aggiornamento del modulo. Si prevede di verificare le potenzialità del sistema su pezzi di riferimento che verranno appositamente realizzati.

Digital Twin Module Si tratta di uno dei moduli previsti nella parte Cyber a cui si demanda la specifica funzione di previsione della morfologia superficiale. Il modulo è basato sulla simulazione della complessa interazione tra utensile e pezzo in lavorazione. È pensato per funzionare, in relazione alle esigenze ed alla fruibilità di alcune informazioni (vibrazioni, geometria utensile), nelle seguenti modalità:

off-line, utilizzabile ad esempio dal tecnologo in fase di definizione della strategia di lavorazione o dal progettista in fase di verifica del progetto della macchina mediante l’utilizzo di dati storici dall’History Module on-line con dati provenienti da altri sottosistemi del CPS a cui si demanda la scansione (i.e. ottica laser) della reale geometria utensile e la stima della vibrazione all’estremità utensile.