Tecniche avanzate di process monitoring applicate alla lavorazione di componenti critici aeromotoristici

I sistemi di sensori impiegati nei processi di monitoraggio si dividono in due categorie: sistemi di controllo di tipo predittivo (off-line), basati sull’acquisizione ed elaborazione di osservazioni ripetute sistematicamente durante i periodi di fermo macchina; dispositivi di monitoraggio che lavorano in tempo reale (on-line), capaci di acquisire ed elaborare istantaneamente i segnali e di prendere le decisioni opportune. Bisogna poi fare un'ulteriore distinzione, da una parte, tra sistemi continui e sistemi intermittenti, e dall’altra tra sistemi di misurazione diretta e indiretta.

Nel caso di sistemi di misurazione continua, la variabile di interesse è monitorata costantemente durante il processo di lavorazione; mentre i sistemi intermittenti acquisiscono i dati solo durante interruzioni nel processo.
I sistemi di misura diretta registrano direttamente la grandezza da rilevare, ad esempio l’usura dell’utensile, mentre i sistemi di misura indiretti osservano grandezze a essa correlate, come la forza di taglio, dalle quali si può risalire alla variabile da tenere sotto osservazione attraverso una correlazione empirica o un modello deterministico del processo.
I processi diretti hanno un più alto livello di accuratezza, mentre i metodi indiretti sono meno complessi e più convenienti per le applicazioni pratiche.

La misurazione continua consente il costante rilevamento di tutte le variazioni del segnale di misura in tempo reale, quindi evoluzioni inattese del processo, come la rottura dell’utensile, sono diagnosticate prontamente.
La misurazione intermittente comporta delle interruzioni nella lavorazione meccanica o degli intervalli dedicati al campionamento, con conseguenti perdite di tempo e alti costi. Inoltre la rottura dell’utensile non può essere identificata prima di aver completato il ciclo di lavorazione, il che significa che i danni conseguenti non possono essere previsti.

Tale sistema di rilevamento, nondimeno, ha i suoi impieghi pratici purché non aggiunga tempi morti eccessivamente lunghi. E’ pensabile, ad esempio, che la misura dell’usura utensile si effettui nel magazzino utensili di una macchina a controllo numerico, mentre il pezzo viene lavorato con un utensile differente.
I metodi intermittenti per la misura dell’usura possono essere implementati con sonde o sistemi di sensori meccanici, induttivi-capacitvi, idro-pneumatici, opto-elettronici ecc.