Campagna prove su pressa a vite

La seconda parte delle prove è stata svolta monitorando gli spostamenti dei due marker posti uno sullo stampo inferiore e l’altro sullo stampo superiore della pressa a vite Vaccari.

Il set-up del sistema è stato fatto riproducendo le condizioni di quello realizzato per le prove sulla MTS posizionando la telecamera nella stessa posizione ad una distanza di 600 mm dagli stampi. A questo punto è stata fatta la calibrazione dell’immagine sia per la correzione degli errori che per verificare la risoluzione dell’immagine, vedi Figura 5.16.

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La calibrazione ha permesso anche di quantificare il disallineamento della telecamera con la direzione verticale trovando che questo non ha nessuna conseguenza sulla misura. Si è rilevato infatti che per uno spostamento di 90 mm in direzione verticale si ha uno spostamento orizzontale inferiore ai 0,020 mm. È stato scelto dunque di valutare lo spostamento orizzontale come differenza trai valori di posizione orizzontale prima e dopo il contatto tra gli stampi. Anche nel caso di forgiatura del componente, nel quale si ha una corsa in deformazione inferiore ai 5 mm, il contributo del disallineamento risulta pressoché trascurabile in quanto inferiore di circa 70 volte del valore minimo di spostamento orizzontale misurato.

Le prove sono state condotte inizialmente con formato d’immagine 1600x120 in modo da avere la maggior frequenza di acquisizione delle immagini. Quando però il carico in direzione orizzontale è diventato tale da creare uno spostamento che ha fatto uscire il marker dal campo visivo ed è stato necessario passare al formato 1600x200.

Figura 5.16 Fase di calibrazione dell’immagine per le prove sulla pressa. a) Set-up per la calibrazione. b) Rilevamento delle

caratteristiche geometriche della griglia calibrata.

Successivamente è stato valutato il rumore nel posizionamento dei marker dell’immagine causato dal funzionamento della pressa, in particolare dalle vibrazioni della macchina dovute alla rotazione dei volani. Questo è stato definito tramite misure statiche della posizione dei marker, l’acquisizione dei dati è stata eseguita per alcuni minuti per poi passare all’analisi statistica dei valori acquisiti. La prova è stata eseguita più volte con lo stampo superiore in posizioni diverse del campo di misura. Questo è stato fatto al fine di valutare eventuali differenze di rumore causate sia da vibrazioni diverse tra lo stampo superiore, posizionato più vicino ai volani, e lo stampo superiore, posizionato più vicino al

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basamento; sia vibrazioni diverse per lo stampo superiore in funzione della sua posizione rispetto al campo di immagine.

Il rumore rilevato che è stato rilevato nei vari casi è rimasto costante e pari a ±0,010 mm. Sono state svolte poi due campagne di prove:

1. Prove “a vuoto”. 2. Prove di deformazione.

Per prove “a vuoto” si intende delle prove in cui non è stato interposto alcun provino tra gli stampi, mentre nelle prove di deformazione c’è stata appunto la deformazione dei provini.

L’esecuzione del programma Find Template durante le prove è mostrata in Figura 5.17.

Figura 5.17 Esecuzione del programma Find Template per la localizzazione dei marker apposti sugli stampi. Si noti sulla destra il

display con visualizzata la geometria modella da ricercare nelle immagini.

- Prove “a vuoto”

In queste prove è stato misurato lo spostamento orizzontale degli stampi causato dall’applicazione del carico in direzione verticale.

Questi spostamenti sono causati dalla non idealità delle superfici degli stampi e dal loro non perfetto parallelismo. È importante dunque poter conoscere le deflessioni laterali subite dalla pressa come effetto dell’applicazione di un carico verticale.

Lo mazza è stata fatta cadere per gravità a partire da quote diverse per variare l’intensità del carico. L’altezza di partenza dello stampo superiore è stata aumentata fino a raggiungere la quota di 180 mm per la quale si raggiunge la massima velocità di spostamento rilevabile dal sistema di visione. Per ogni valore di quota iniziale della mazza sono state eseguite 3 prove.

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I valori delle altezze di partenza esaminate sono: 60 / 90 / 120 / 150 / 180 mm

Dai dati degli spostamenti orizzontali è stato ottenuto un andamento lineare crescente in funzione dell’aumento del carico, comportamento caratteristico della elasticità della pressa.

Inoltre è stato possibile fare una valutazione dell’entità del gioco sulle guide della mazza che influenza il sistema pressa-stampo in questa condizione di carico.

- Prove di deformazione

In queste prove è stato invece misurato lo spostamento orizzontale dei marker applicando sia un carico verticale che uno orizzontale. Il carico verticale è stato mantenuto pressoché costante tra le prove tenendo fissa la quota di partenza della mazza a 180 mm, mentre il carico orizzontale, come detto sopra, è stato realizzato tramite la geometria del provino. Quest’ultimo è stato fatto variare di intensità cambiando lo spessore del componete forgiato ed è stato variato il verso di applicazione del carico ruotando di 180° il provino rispetto all’asse verticale.

Nelle figure successive vengono illustrate degli esempi di posizionamento dei provini e di deformazione degli stessi.

In Figura 5.18 è mostrato il posizionamento del provino per la generazione di un carico verso sinistra in riferimento all’immagine. Si può vedere il provino prima e durante la prova.

Figura 5.18 Esempio di posizionamento a centro stampi e deformazione del provino.

Nella Figura 5.19 si vede come il provino sia stato ruotato attorno all’asse verticale per generare un carico orizzontale in direzione opposta alla precedente, cioè verso destra.

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Figura 5.19 Esempio di posizionamento a centro stampi del provino in posizione ruotata di 180° attorno all’asse verticale rispetto

alla precedente e deformazione del provino.

Sono state eseguite anche delle prove posizionando i provini ai lati degli stampi per misurare gli spostamenti orizzontali anche nel caso della presenza di un momento tra gli stampi dovuto all’eccentricità del carico in direzione verticale, vedi Figura 5.20.

Figura 5.20 Posizionamenti dei provini ai bordi degli stampi.

In queste prove si è potuta determinare l’entità massima del gioco sulle guide della mazza nella direzione di applicazione del carico. È stato riscontrato una influenza diversa del gioco nei due versi considerati dovuta all’imperfezione geometrica delle guide e all’usura stessa che causano questa asimmetria appunto.

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CAPITOLO 6