Il fissaggio flow drill è un metodo di giunzione nella produzione industriale e automobilistica, in particolare per gruppi costruttivi multimateriale e strutture leggere. Il processo è composto da quattro fasi: posizionamento iniziale, riscaldamento per attrito e penetrazione (passaggio), filettaturae serraggio finale. Tra queste, la transizione dal passaggio alla filettatura è particolarmente sensibile e influisce direttamente sull'affidabilità del giunto.
Scoprite come il monitoraggio in tempo reale salvaguarda le fasi critiche del processo ottimizzando al contempo le prestazioni di giunzione nelle soluzioni di sistema avanzate.
Limitazioni dei sistemi convenzionali
Nei sistemi tradizionali, il punto di transizione tra passaggio e filettatura è definito da parametri fissi come tempo, coppia o spostamento. Tuttavia, questi parametri non tengono conto delle variazioni delle proprietà del materiale, delle tolleranze di impilaggio o del comportamento termico. Di conseguenza, una commutazione prematura o ritardata può causare danni alla filettatura, dispositivi di fissaggio bloccati o qualità incoerente del giunto.
The graphic shows the behaviour of force (blue), speed (green), and torque (red) during the flow drill fastening process. In particular, the transition from passage (step 2) to thread forming (step 3) is critical for joint quality.
K.Motion: controllo di processo tramite monitoraggio in tempo reale
K.Motion, parte del software K-Flow 8000 per i sistemi di fissaggio con foratura a flusso Atlas Copco, introduce una strategia di controllo del processo in tempo reale che monitora continuamente l'operazione di giunzione. Invece di affidarsi a valori predefiniti, il sistema utilizza l'analisi del segnale in tempo reale per rilevare il punto di transizione ottimale. Ciò consente il passaggio adattivo tra le fasi del processo, migliorando l'uniformità e riducendo il rischio di difetti.
Questo approccio è particolarmente prezioso nei sistemi di fissaggio automatizzati in cui la variabilità dei materiali e l'elevata produttività richiedono un controllo preciso.
“Il monitoraggio in tempo reale consente al sistema di reagire a ciò che accade effettivamente nella giunzione, non a ciò che era stato ipotizzato, con conseguente maggiore qualità della giunzione e meno difetti.”
Nick Dornik Responsabile del portafoglio prodotti
Progressi tecnici e vantaggi funzionali
I principali miglioramenti introdotti con K.Motion includono:
- Rilevamento della transizione in tempo reale: consente una commutazione precisa in base ai segnali di processo in tempo reale
- Rilevamento del contatto migliorato: identificazione più rapida del punto di contatto iniziale
- Tempo di recupero ridotto: la sincronizzazione ottimizzata del segnale riduce la durata del ciclo
- Programmazione flessibile: un unico programma si adatta a diverse configurazioni di giunzioni e combinazioni di materiali
- Maggiore affidabilità dei giunti: i dispositivi di sicurezza integrati e il monitoraggio in tempo reale migliorano la robustezza del processo
Confronto: K-Flow 8000 con K.Motion rispetto ai sistemi legacy K-Flow
Funzione |
Sistema legacy K-Flow |
K-Flow 8000 con K.Motion |
Rilevamento contatto |
In base a soglie fisse |
Rilevamento basato su segnale in tempo reale |
Controllo transizione |
Parametri statici |
Commutazione adattativa basata su dati in tempo reale |
Tempo ciclo |
Moderatamente |
Ridotto grazie al rilevamento e al recupero più rapidi |
Affidabilità dei giunti |
In funzione della regolazione dei parametri |
Migliorato grazie al monitoraggio in tempo reale e alle funzioni di sicurezza |
Adattabilità del programma |
Limitato a configurazioni specifiche |
Ampia compatibilità con diversi materiali |
Il video mette in evidenza un confronto tra il precedente sistema K-Flow di Atlas Copco e K-Flow 8000, dimostrando come il processo di giunzione più rapido migliori l'efficienza:
Un riferimento pratico
Per illustrare il potenziale impatto di K.Motion, è stato preparato un esempio di calcolo basato su un tipico scenario di montaggio del coperchio. Il processo originale richiedeva un completamento entro un tempo di stazione di 80 secondi, con 88 dispositivi di fissaggio e cinque utensili di giunzione per rispettare il tempo di ciclo. Tempi di ciclo da punto a punto in media di circa 3,6 secondi, con movimenti aggiuntivi del robot prima e dopo il fissaggio.
Implementando K.Motion con il sistema K-Flow 8000, è stato possibile ridurre i tempi di ciclo da punto a punto a circa 3,2 secondi, supportati da fasi di giunzione e alimentazione più rapide. Questo miglioramento significa che sarebbero necessari solo quattro utensili di giunzione anziché cinque, contribuendo a ottimizzare la disposizione delle attrezzature e a ridurre la complessità.
Considerazioni indicative sui costi suggeriscono che il risparmio potrebbe derivare da un minor numero di utensili e da un minor fabbisogno di spazio. Ad esempio, un sistema di giunzione completo è stimato a 85.000 €, un robot e un controller a 80.000 €, con costi aggiuntivi per cavi, installazione e messa in servizio. Incluso il risparmio di spazio (stimato a € 2.500 per metro quadrato), il potenziale di risparmio totale in questo scenario potrebbe raggiungere circa € 191.300.
Importante: queste cifre sono solo a scopo illustrativo e non devono essere considerate garantite. I risultati effettivi dipendono dalle condizioni specifiche dell'applicazione, dal layout di produzione e dai parametri operativi.
Applicabilità
K.Motion è particolarmente utile negli ambienti di produzione in cui:
- Le pile di materiale variano frequentemente
- Necessità di elevata produttività e tempi di ciclo brevi
- Una qualità costante dei giunti è fondamentale
- La regolazione manuale dei parametri è poco pratica o inefficiente
La sua integrazione nei sistemi di giunzione automatizzati supporta un fissaggio stabile, ripetibile ed efficiente, in particolare in scenari di produzione complessi o variabili come l'assemblaggio delle batterie dei veicoli elettrici o la costruzione del telaio.
Conclusione:
K.Motion rappresenta un progresso significativo nella tecnologia di fissaggio flow drill. Sostituendo la logica di controllo statica con il monitoraggio del processo in tempo reale, consente una commutazione che risponde direttamente alle variazioni del materiale e del processo. Ciò porta a una migliore qualità dei giunti, a tempi di ciclo ridotti e a una maggiore flessibilità negli ambienti di produzione. Per gli ingegneri e i responsabili della produzione che cercano soluzioni robuste e scalabili nella giunzione industriale, K.Motion offre un approccio tecnicamente solido e pronto per il futuro.
