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Tendenze dell'automazione nei test sui materiali

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Tendenze dell'automazione nei test sui materiali.

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L'uso dell'automazione nelle prove sui materiali è sempre più frequente, soprattutto perché anche le più piccole interruzioni possono alterare i valori di misura. Anche i compiti monotoni e dispendiosi in termini di tempo sono spesso svolti da robot. ZwickRoell offre un'ampia gamma di possibilità per l'automazione nelle prove sui materiali. I sistemi di prova vanno dall'efficiente automazione di piccole serie di test utilizzando robot collaboranti in laboratorio fino ai laboratori di prova completamente automatizzati che lavorano 24 ore su 24.

I classici sistemi di test robotici, ad esempio basati su robot industriali, sono stati utilizzati con successo per anni. Grazie alla loro elevata capacità di carico sono in grado di spostare anche campioni pesanti. L'ampia gamma di caricatori per provini li rende ideali per lunghe serie di prove - centinaia, e anche migliaia di provini vengono processati autonomamente caricatore per caricatore. Ad esempio, attraverso l'utilizzo di diversi sistemi di test roboTest di ZwickRoell. In connessione con la corrispondente macchina di prova, non solo sono la soluzione perfetta per le prove di trazione standard su metalli o materie plastiche in condizioni normali, ma possono anche essere automatizzate prove di flessione, prove di trazione a temperatura controllata, prove d'urto con tacca e di perforazione, così come le misurazioni della durezza dell'impronta della sfera.

Sistemi completi

Non solo il test vero e proprio può essere eseguito senza l'intervento dei dipendenti, ma ZwickRoell costruisce anche laboratori di prova completamente autonomi utilizzando AGV (veicoli guidati automatizzati) e robot di manipolazione aggiuntivi che sono coordinati con l'autoEdition 3 di ZwickRoell, proprio come i robot utilizzati per il processo di prova. Quando necessario, funzionano 24 ore al giorno e assumono autonomamente le prove sui materiali, dal posizionamento dei campioni su un nastro di trasporto fino allo smaltimento del campione distrutto. Tutto ciò che resta da fare agli operai è la produzione e la preparazione dei campioni. Un laboratorio di prova completamente automatizzato è particolarmente utile per l'assicurazione della qualità nella produzione in corso con un'elevata produttività del materiale. Dopo aver rimosso i campioni o i materiali dal processo di produzione, essi vengono formati nella forma e nelle dimensioni richieste. Ad ogni esemplare viene assegnato un codice a barre o un codice 2D e può essere automaticamente e chiaramente identificato nel sistema. L'unica cosa che rimane è il trasferimento dei campioni al laboratorio di prova del robot: i campioni vengono posizionati su un nastro trasportatore e inviati senza rischi a portata di mano del robot, vengono riconosciuti dal loro codice, assegnati alla corretta macchina di prova e collaudo e ordinati sul vassoio appropriato.

Trasporto senza conducente

L'ulteriore trasporto viene effettuato dagli AGV, che portano i vassoi alla corrispondente macchina di prova. Con un sistema di navigazione laser integrato creano una mappa dell'ambiente circostante e determinano autonomamente il percorso ideale per raggiungere la loro destinazione. Con la navigazione autonoma, sono superiori alle soluzioni classiche che, ad esempio, devono seguire un filo incastrato nel loro percorso o una linea di contrasto aderente. La loro unica possibilità di reagire agli ostacoli è quella di fermarsi e aspettare che il loro percorso sia libero o di comunicare con un operatore. Se il percorso non viene cancellato, la consegna viene interrotta e, nel peggiore dei casi, fino a quando non rimane del materiale nel luogo di destinazione e un dipendente deve andare a cercarlo. La soluzione di ZwickRoell ha la capacità di aggirare gli ostacoli, garantendo una catena di trasporto ininterrotta. Una volta arrivati alla macchina di prova prevista, l'AGV carica il vassoio con i nuovi provini nel magazzino del sistema di prova. Uno dei sistemi di prova robotica riconosciuti da ZwickRoell, ad esempio il roboTest L, presuppone l'elaborazione dei campioni consegnati: l'equipaggiamento della macchina di prova, il processo di prova e il trasferimento dei dati ai sistemi software del cliente e, naturalmente, la rimozione del campione distrutto sono completamente automatizzati. I numeri di identificazione dei provini vengono letti dalle telecamere in modo che i dati di prova possano essere collegati correttamente con il provino corrispondente. Un AGV prende i vassoi vuoti e li riporta alla preparazione del campione. Lì vengono ricaricati e il ciclo ricomincia da capo.

Automazione di piccole serie

Il lavoro svolto con successo su larga scala ha permesso di risparmiare molto tempo, fino ad ora non è stato economico su piccola scala. L'installazione di sistemi di prova robotizzati stazionari è costosa e richiede tempo, così come specialisti che hanno familiarità con la loro programmazione. Inoltre, a seconda del sistema, è necessaria un'ampia gamma di misure di sicurezza per evitare lesioni e incidenti: i potenti robot industriali non sono destinati ad essere utilizzati in collaborazione diretta con l'uomo. Non hanno la possibilità di reagire al loro ambiente, come ad esempio attraverso una chiusura di emergenza, se una persona si trova nel loro raggio d'azione. Nella maggior parte dei casi è necessaria una barriera di sicurezza, che elimina l'interazione diretta tra uomo e robot. Pertanto, fino ad ora sono state effettuate piccole serie di test da parte dell'uomo. Anche se un compito è estremamente monotono, è stato molto più rapido affidare ad un dipendente 20 prove di trazione o 50 prove d'urto Charpy, piuttosto che installare un grande sistema di test robotico. Per la prima volta, con il roboTest N, ZwickRoell è in grado di fornire la possibilità di automatizzare le prove in serie con un piccolo numero di campioni con un peso inferiore. Basato su un robot intelligente, il sistema è completamente integrato in autoEdition 3 e testXpert III di ZwickRoell. Pertanto, non è necessario un terminale operatore robot o conoscenze speciali di programmazione e di funzionamento del robot. Invece il roboTest N, nel vero senso della parola, viene preso "per mano" e viene insegnato il necessario punto di riferimento. Per quanto riguarda il software, i parametri sono impostati in un ambiente software familiare. Non solo la configurazione del robot intelligente è facile e non complicata, ma la sua velocità di lavoro e la sua forza sono simili alle proporzioni umane. I sensori rilevano le influenze esterne e arrestano il sistema se qualcosa si mette in mezzo. Pertanto, una volta autorizzato con il personale di sicurezza del laboratorio, il roboTest N può lavorare a fianco delle persone senza la necessità di ulteriori misure di sicurezza - le aree di lavoro bloccate non sono necessarie.

Diverse opzioni di applicazione

Il robot leggero è fissato ad un tavolo mobile appositamente progettato per il robot. Con questa base mobile, le opzioni di applicazione sono ampiamente ampliate. Il robot intelligente può essere spostato nella macchina di prova appropriata e collegato al sistema. Ciò consente non solo di eseguire senza complicazioni l'elaborazione di piccole serie alternate, ma anche di eseguire in modo automatizzato una varietà di test. Le prove di trazione e compressione possono essere elaborate in modo autonomo come le prove di flessione a tre punti, le prove di impatto Charpy o le prove di durezza. La base mobile offre anche lo spazio per i caricatori prodotti su misura - ad esempio in una stampante 3D - dai quali il roboTest N può prelevare automaticamente ulteriori campioni. Se iniziato poco prima della fine di un turno, il robot prolunga la giornata lavorativa con i contenuti di una rivista, e i risultati sono disponibili all'inizio del giorno successivo. L'automazione di test standard monotoni permette al personale qualificato di concentrarsi su applicazioni di test più complesse che richiedono maggiore attenzione. Anche l'indipendenza dall'operatore che si ottiene con l'uso di un robot è un vantaggio. Le sequenze di movimento uniformi nell'alimentazione della macchina di prova e con ciò, il posizionamento coerente dei provini, eliminano gli errori o le imprecisioni dell'utente e aumentano l'affidabilità dei risultati delle prove.

Conclusione

I sistemi di test robotici offrono all'utente una serie di vantaggi nei test in serie, dal risparmio di tempo fino al miglioramento del valore informativo dei risultati dei test. Con vari sistemi di test roboTest ZwickRoell copre l'intera gamma di automazione dei test - dal supporto a breve termine per piccole serie in continuo cambiamento in laboratorio, fino ai laboratori di test completamente automatizzati senza intervento umano.