Implementazione di un sistema di analisi vibrazionale per il condition monitoring di macchine utensili

Il presente lavoro di tesi, svolto presso azienda operante nel settore delle macchine utensili, ha l'obiettivo di indagare l’implementazione di un sistema di condition monitoring basato su misura e analisi di segnali sperimentali per definire strategie di manutenzione predittiva delle macchine. Queste ultime vengono equipaggiate, provvisoriamente o in modo permanente, di appostiti sensori in grado di acquisire segnali indicativi del funzionamento della macchina stessa. Nel settore delle macchine utensili, i parametri relativi alla loro firma vibratoria sono comunemente analizzati nelle attività di monitoraggio. Dovendo implementare il sistema sulle varie unità di lavoro di cui si compone una macchina completa, per i test di indagine preliminare è stato sfruttato un banco prova con fresatrice verticale a tre assi, la cui struttura modulare è rappresentativa di tutte le unità di lavoro delle macchine prodotte dall’azienda. Dopo un’analisi di mercato e incontri con diversi fornitori, si è individuato il sistema più idoneo rispetto alle specifiche tecniche ed economiche aziendali. Si è reputato opportuno acquistare un sistema di monitoraggio portatile, e non fisso, perché in grado di offrire maggiore versatilità ed effettuare analisi più approfondite. I test sulla macchina di prova sono stati effettuati per velocità di rotazione del mandrino sia a regime sia per rampe lineari. Per il primo tipo, si è presa a riferimento la velocità di rotazione associata a una tipica lavorazione di foratura; per il secondo invece, una prova in decelerazione ha permesso di individuare le principali risonanze della macchina, rilevate in corrispondenza dei picchi di ampiezza del segnale vibratorio. Consolidato l’uso del sistema acquisito, a corollario dell’attività principale di tesi, è stata svolta un’indagine sperimentale su alcuni portautensili commerciali, con l’obiettivo di individuare quello con la maggiore stabilità dinamica e indirizzare così le future scelte di approvvigionamento.