Metodo innovativo per calcolare le curve di laminazione nelle operazioni di laminazione attraverso la simulazione numerica

Abstract

Il “segreto” di un efficiente processo di produzione di un anello laminato sta nella capacità di laminare il
pezzo mantenendo centrato l’anello e di far crescere il diametro in maniera controllata, evitando ovalità e
difetti di forma. Nel processo reale questo lavoro è svolto direttamente dal controllo numerico che agisce
sull’avanzamento del mandrino, sulla rotazione dei coni e sul posizionamento dei rulli di centratura. Il tutto è
svolto in modo da seguire le curve di laminazione impostate dall’operatore sul supervisore della macchina.
La macchina nel seguire e rispettare le curve impostate monitora il processo e la forma dell’anello attraverso
alcuni sistemi di misurazione laser e sensori di carico. Tali dati vengono usati anche per correggere la
cinematica degli utensili in funzione dei dati acquisiti in tempo reale. Negli ultimi anni sono stati utilizzati
numerosi metodi per simulare questo processo, sempre con il limite che le curve di laminazione debbano
essere inserite manualmente dall’utilizzatore del software di calcolo e non possano cambiare durante
la simulazione. Questo articolo è un riassunto del lavoro fatto da Muraro Spa assieme a Transvalor S.A.,
l’autore del software FEM Forge® ed Enginsoft Spa, distributore per l’Italia del software Forge® e centro
di competenza nella simulazione del processo di produzione. Lo scopo di questo lavoro era sviluppare un
software in grado di leggere in tempo reale, durante il calcolo, la posizione di alcuni sensori virtuali presenti
nella simulazione (laser virtuale di misura) e trasmettere informazioni come la posizione degli assi, le
forze esercitate dalla macchina al pezzo e altri parametri del processo ad una routine (black-box) esterna.
Quest’ultima è in grado di calcolare le correzioni della cinematica di tutti gli assi della macchina, riscrivere
queste correzioni direttamente in Forge® e proseguire il calcolo della simulazione numerica. Questo metodo
permette, durante la simulazione, di correggere ad ogni step di calcolo la cinematica degli assi impostati nella
simulazione, come realmente succede nelle macchine reali di laminazione degli anelli. La logica della blackbox
di pilotaggio della simulazione è la stessa usata nella macchina reale per pilotare gli assi. La differenza
sta nel fatto che nella macchina reale tale software di pilotaggio risieda nel CNC della macchina. Questo
approccio garantisce che i risultati ottenuti nella simulazione siano molto più vicini a quelli reali. Il prossimo
passo del lavoro sarà estendere l’applicazione di questa interfaccia ad altri modelli di macchine speciali, ma
anche a differenti tipi di presse normalmente usate per deformare materiali metallici o non metallici.