Gli ultimi sviluppi nel controllo degli ingranaggi

Il processo di perfezionamento dei sistemi di controllo riguarda anche il mondo degli ingranaggi. Gleason presenta i suoi ultimi sviluppi per affrontare le sfide della qualità estrema degli ingranaggi e del minimo rumore.

Si è già detto più volte che l’industria dell’ingranaggio si sta rapidamente evolvendo a seguito della necessità di disporre di trasmissioni più silenziose da utilizzare sulle autovetture a trazione elettrica.

Gli ultimi sviluppi nel controllo degli ingranaggi

Trasmissioni più silenziose richiedono ingranaggi più precisi e, per garantire queste maggiori precisioni, sono necessari apparecchi di controllo sempre più sofisticati, in grado di mettere in evidenza scostamenti dai parametri teorici di valori inferiori al micrometro.

Grazie a componenti all’avanguardia e ad aggiornati software, oggi è possibile raggiungere questo obiettivo sia con apparecchi di controllo di laboratorio sia con macchine da inserire in linea per il controllo del 100% della produzione, anche con cadenze molto elevate.

Qualità estrema e minimo rumore

È il caso di Gleason che, grazie al nuovo apparecchio di controllo 300GMS Nano, affronta con successo le sfide della qualità estrema degli ingranaggi e del minimo rumore. La capacità di controllare i parametri geometrici ad un livello inferiore al micrometro, eseguendo un’analisi avanzata delle ondulazioni e della rumorosità dell’ingranaggio usando i più sofisticati strumenti di analisi, fanno del 300GMS Nano lo strumento ideale per assicurare la minima rumorosità nelle trasmissioni per le automobili elettriche.

L’apparecchio di controllo Gleason 300GMS Nano

Lo strumento copre l’intera gamma della capacità dei moderni sistemi di controllo, anche di ingranaggi di piccolo modulo e con misure nelle tre coordinate (misure CMM).

Questo apparecchio può controllare ingranaggi nelle seguenti dimensioni:

• Angolo dell’elica: da 0 a 90°

• Modulo: da 0.4* a 18 mm (0,2 opzionale)

• Lunghezza del pezzo: 500 mm (asse z disponibile in opzione)

• Diametro del pezzo massimo: 300 mm.

Con il 300GMS Nano l’operatore ha ora la possibilità di controllare la finitura delle superfici a un livello inferiore al micrometro con tastatori puntuali, analizzare le ondulazioni del profilo, elica e passo, ed eseguire una analisi della rumorosità con sofisticati software.

L’apparecchio 300GMS Nano è equipaggiato con le accuratissime sonde a scansione SP25 3D e una vasta gamma di tastatori, includendo un proprio archivio per la loro calibrazione in accordo con i più comuni parametri di rugosità definiti dalle norme DIN, ISO, ANSI e altri.

L’apparecchio di controllo Gleason 300GMS Nano consente di controllare anche utensili per ingranaggi

300GMS Nano offre anche la possibilità di effettuare controlli e analisi in 3D, tipicamente possibili con tecnologie CMM. Oltre al controllo di ingranaggi e ad altri particolari rotanti, il 300GMS Nano può ispezionare un’ampia gamma di utensili, per ingranaggi come creatori, coltelli stozzatori, coltelli Power Skiving, coltelli rasatori, frese e barrette per ingranaggi conici, molte brocce, frese per cremagliere.

Il sistema è dotato dell’interfaccia operatore avanzata (AOI) brevettata da Gleason, che consente agli utenti di registrare promemoria video, lasciare messaggi vocali, monitorare le condizioni ambientali e leggere informazioni a barre e codici QR direttamente nella macchina.

Dettaglio dell’ingranometro Gleason GRSL. L’apparecchio di controllo a rotolamento doppio fianco GRSL, combinato con la tecnologia laser, rivoluziona il processo di misura della qualità degli ingranaggi

Una versione anche per controlli in linea

L’apparecchio 300GMS Nano è adatto per ispezioni in sala di controllo, ma esiste una versione, denominata 300GMSP Nano, concepita per i controlli in linea.

Il problema da affrontare con un apparecchio di precisione posizionato vicino alle macchine operatrici sono le vibrazioni che falsano le misure a livello del micrometro.

L’apparecchio 300GMSP nano è dotato di sistemi di compensazione integrati lo rendono resistente alle dinamiche termiche e vibratorie tipiche dell’ambiente di produzione, nonché alla contaminazione.

Questo apparecchio offre risultati di ispezione sulla linea di produzione paragonabili a quelli del laboratorio, senza perdere tempo per il trasporto dei pezzi o per i pezzi in attesa di entrare in laboratorio. La misura della finitura superficiale a livello sub-micron con una sonda puntuale, analizza l’ondulazione per profilo, elica e passo, compresa l’analisi del rumore con strumenti e software sofisticati. Ovviamente questo ultimo apparecchio, pur essendo di estrema utilità per il controllo della precisione dell’ingranaggio prodotto, non può controllare il 100% della produzione. D’altra parte, un controllo di questo genere sull’intera produzione avrebbe poco senso. È infatti sufficiente un accurato esame del primo ingranaggio prodotto dopo il cambio utensile e poi successivi controlli periodici.

Master di precisione per diverse applicazioni

Un sistema di rotolamento doppio fianco con tecnologia laser integrata

Un controllo dell’intera produzione, anche con un minor dettaglio dei parametri controllati, è necessario.

A questo scopo si usano gli ingranometri, di cui esistono diverse tipologie: da quelli che lavorano a gioco zero tra master e ingranaggio, ai più moderni ingranometri monofianco che simulano in una certa misura il montaggio dell’ingranaggio sulla trasmissione. Esistono ingranometri semplicissimi con zero elettronica e ingranometri molto più complessi con gruppi elettronici importanti per il controllo simultaneo di più ingranaggi alberati e con carico e scarico automatici. Gleason mette a disposizione un ingranometro di ultima generazione per il controllo completo dell’ingranaggio in tempi ridottissimi utilizzabile quindi su linee ad alta produzione. Questo ingranometro, denominato GRSL (Gear Rolling System with Laser), per la prima volta combina il test degli errori cumulativi di rotolamento con la tecnologia laser senza contatto in un unico sistema.

I tempi ciclo per il controllo senza contatto della divisione e per il controllo del profilo sono dieci volte minori rispetto a quelli dei sistemi convenzionali di analisi di ingranaggi cilindrici. Questi controlli vengono eseguiti in un solo ciclo di misura.

Il controllo di tutti i parametri principali di un ingranaggio elicoidale richiede meno di 10 secondi, molto meno quindi dei 160 secondi necessari per il controllo di divisione e profilo di 4 denti su una macchina tradizionale. Naturalmente il sistema GRSL è disponibile in diverse configurazioni, tra cui soluzioni completamente automatizzate, in grado di controllare pezzi di diametro fino a 250 mm con moduli da 0,4 a 7,2 mm.

Anche con i più sofisticati sistemi di controllo i risultati possono essere scadenti, se anche le parti accessorie non sono di alta qualità.

Gleason produce quindi degli ingranaggi master per le proprie apparecchiature con:

– dimensioni standard secondo la norma DIN 3970;

– precisioni di classe 3 secondo la norma DIN 3962 e anche migliori se richiesto.

Infine, il software Close-up di Gleason consente sia alla serie GMS che alla serie GRSL di inviare i risultati dell’ispezione direttamente alle macchine di produzione Gleason, comprese le macchine Power Skiving, rettificatrici e levigatrici, per la correzione automatica degli eventuali scostamenti dal teorico senza la necessità dell’intervento dell’operatore.

Bloccaggio sicuro e preciso dei pezzi
Anche per il bloccaggio dei pezzi sono previsti gli speciali mandrini ad espansione Gleason LeCount® che garantiscono un bloccaggio sicuro e preciso. Questi mandrini hanno un’ampia capacità di espansione tanto che sono sufficienti solo 12 mandrini di precisione standard per coprire la gamma di diametri da 6,35 a 177,8 mm. In questi mandrini, che sono brevettati, le ganasce si espandono in parallelo scorrendo in modo uniforme su guide inclinate.