La tecnologia di misurazione della forza in tutta la sua diversità
Misurazione della forza nei processi di saldatura
- per migliorare i giunti saldati
La saldatura è uno dei processi di giunzione più importanti nell’industria per unire in modo permanente i pezzi, sia per i metalli che per i materiali termoplastici (plastica).
Nei processi di saldatura a pressione, la forza applicata durante il processo di unione (pressatura) gioca un ruolo decisivo per la qualità e l’affidabilità del cordone di saldatura. A differenza dei cosiddetti processi di saldatura per fusione, non è solo la temperatura a essere un parametro importante, ma soprattutto il dosaggio preciso della forza. La misurazione continua della forza contribuisce in modo significativo ad aumentare la sicurezza del processo e a garantire la qualità del giunto saldato.
Saldato, ad esempio:
- Parti di carrozzeria e veicoli
- Imballaggio
- Tubi
- Tessile
- Forniture per ufficio
- Articoli sportivi
Processo di saldatura
Nei processi di saldatura a pressione si distinguono le seguenti varianti di processo in cui le forze di giunzione vengono monitorate e controllate con l’ausilio di trasduttori di forza:
Saldatura a punti a resistenza
Applicazione tipica nell’industria automobilistica con pistole a C o a X per le parti della carrozzeria, ad esempio. La lamiera viene saldata nei punti di contatto mediante corrente elettrica e pressione simultanea. Il flusso di corrente genera calore nel punto di contatto e la pressione assicura la connessione.
Saldatura di testa
I pezzi vengono premuti in piano l’uno contro l’altro, portati alla temperatura di saldatura mediante riscaldamento elettrico e quindi uniti sotto pressione. In questo modo si crea una connessione uniforme e a tutta superficie.
Saldatura di testa con elemento riscaldante
Le estremità dei tubi in plastica, ad esempio, vengono premute contro un elemento riscaldato, fuse, l’elemento riscaldante viene rimosso e le estremità vengono unite sotto pressione.
Saldatura a ultrasuoni
Utilizzata, ad esempio, nell’elettronica o nella tecnologia medica per componenti fini e sensibili. Nella saldatura a ultrasuoni, le vibrazioni meccaniche ad alta frequenza (ultrasuoni) generano attrito sul giunto. La pressione simultanea crea una connessione salda.
Saldatura a frizione
Le parti da unire ruotano o oscillano l’una contro l’altra, generando calore per attrito. Una volta raggiunta la temperatura di saldatura, il giunto viene creato con una pressione elevata.
Saldatura a proiezione
In questo caso, sui componenti vengono stampate delle sporgenze o protuberanze che fungono da punti di saldatura. Questi si fondono sotto l’effetto della corrente e della pressione, unendo saldamente i componenti.
Saldatura laser
Durante la saldatura laser, un raggio laser altamente focalizzato fonde il materiale sul giunto.
Misurazione della forza nel processo di saldatura
- Precisione e affidabilità con i sensori di forza basati sugli estensimetri
La qualità di un giunto saldato dipende essenzialmente da tre parametri:
- la forza con la quale i componenti vengono premuti insieme
- l'intensità della corrente di saldatura
- del periodo in cui è presente la corrente di saldatura
Con il crescente utilizzo di servoazionamenti al posto di sistemi pneumatici o idraulici nei moderni sistemi di saldatura, la misurazione della pressione precedentemente utilizzata per registrare la forza non è più necessaria. I servoazionamenti offrono numerosi vantaggi: richiedono una manutenzione e un’assistenza nettamente inferiori, funzionano in modo più preciso e consumano meno energia.
Integrando i sensori di forza direttamente sul servoazionamento, è possibile registrare con precisione la forza di contatto durante la giunzione dei pezzi e controllare attivamente il processo di saldatura. Ciò consente di ottenere una qualità di giunzione costantemente elevata.
I sensori di forza basati sugli estensimetri di Primosensor sono perfettamente adatti a questo scopo. Sono stati progettati appositamente per essere utilizzati nelle saldatrici e nei sistemi di saldatura in combinazione con i servoazionamenti.
I segnali di uscita standard dei nostri sensori sono:
- 4...20 mA (2 e 3 fili)
- Ridondante con 2 x 4...20 mA
- 0...10 V
- +/-10 V
- mV/V
- CANopen
Vantaggi rispetto ai sensori piezoelettrici
Rispetto ai sensori piezoelettrici utilizzati anche nei processi di saldatura, i sistemi basati sugli estensimetri offrono, tra gli altri, i seguenti vantaggi:
- Acquisto e gestione significativamente più economici
- Tecnicamente più favorevole per i processi statici e quasi statici, grazie alla trascurabile deriva del punto zero
- Non è necessario un “azzeramento” manuale prima di ogni misurazione
Geometrie tipiche dei sensori di forza nei sistemi e nelle macchine di saldatura
Nei sistemi di saldatura, nelle saldatrici e nei robot di saldatura vengono utilizzati diversi tipi di sensori di forza, a seconda dell’applicazione. I modelli più comuni includono
- Trasduttori di forza di compressione (celle di carico)
- Trasduttore di forza di tensione/compressione
- Trasduttore di forza ad anello
- Barre a doppio taglio
- Assi di misura (perni di misurazione del carico)
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