Il ruolo del sensore di skiving nella dentatura a creatore

Lavoro nel settore della micromeccanica da quasi tutta la vita e ancora oggi resto colpito da come alcune tecnologie avanzate, come il sensore di skiving, possano migliorare l’efficienza e la qualità della produzione. Soprattutto in comparti, come il nostro, in cui la precisione è tutto.

Faccio un passo indietro e parto dall’inizio per non dare per scontato aspetti importanti.

Come molti di voi sapranno

la tecnologia skiving – da non confondere con il power skiving – è quel processo di lavorazione degli ingranaggi che combina le caratteristiche della dentatura a creatore con quelle della finitura post-trattamento termico.

Lo skiving è impiegato principalmente per compensare le deformazioni causate dal trattamento termico. Elemento essenziale in questo processo è il sensore di fasatura, che permette di allineare con precisione l’utensile alla dentatura di sgrossatura, realizzata prima del trattamento con l’utensile creatore. Grazie a questo dispositivo, la macchina dentatrice può eseguire l’operazione di finitura asportando solo pochi centesimi di materiale.
Il sensore rileva la posizione della dentatura rispetto alla geometria del pezzo, generalmente tramite rilevazione ottica: utilizzando fasci di luce, identifica con precisione il profilo dei denti. I segnali acquisiti vengono quindi elaborati per garantire un posizionamento estremamente preciso dell’utensile nella fase di finitura.

Ma come funziona nella pratica?
Per prima cosa è necessario dentare un pezzo “tenero” affinché sia possibile rilevare la posizione dei denti dell’utensile creatore rispetto all’asse macchina e memorizzarla tramite il sensore di fasatura.
Successivamente il pezzo con la dentatura sgrossata e sottoposto a trattamento termico viene caricato sull’asse della dentatrice. A questo punto, il sensore, montato su una slitta, viene avvicinato al pezzo in rotazione fino a pochi decimi dal diametro esterno, dove rileva il vano tra i denti e sincronizza la rotazione del mandrino porta-creatore, consentendo così l’allineamento preciso dell’utensile alla dentatura sgrossata.
È solo dopo questo passaggio che è possibile avviare il ciclo di lavoro, durante il quale l’utensile asporterà una quantità di materiale sufficiente a correggere le deformazioni e ottenere così una finitura precisa dei denti.

In realtà il sensore di skiving svolge un ruolo cruciale anche nella fasatura del vano dente e nell’allineamento con geometrie critiche, come fori trasversali, cave per chiavette, fresature e altre strutture del pezzo. Tutte situazioni che si presentano piuttosto frequentemente.

Senza l’ausilio di questo sensore infatti, la fasatura dei denti rispetto a un foro trasversale sarebbe possibile solo mediante l’uso di attrezzature di fasatura meccaniche e, in ogni caso, comporterebbe alcune limitazioni.
Il caricamento dei pezzi sulla dentatrice, per esempio, dovrebbe essere eseguito manualmente, con evidenti restrizioni in termini di automazione e produttività. Senza contare che la configurazione del processo risulterebbe più complessa, richiedendo tempi di setup più lunghi e riducendo la flessibilità operativa.

Grazie al sensore di skiving, invece, è possibile rilevare automaticamente la posizione del pezzo con precisione, in pochi secondi e senza la necessità di attrezzature meccaniche. Questo consente di ottimizzare i tempi di lavorazione grazie a processi automatizzati, riducendo gli errori e migliorando la qualità complessiva dei componenti prodotti.

Di questi sensori ne esistono diverse varianti, ma è fondamentale tenere in considerazione due aspetti, che possono limitarne l’efficacia e l’applicabilità in determinate condizioni.
Il primo è legato ai limiti dimensionali, che rappresentano un fattore critico: alcuni sensori potrebbero infatti non essere in grado di rilevare caratteristiche molto piccole, come dentature con moduli ridotti o microingranaggi; i nostri, ad esempio, possono operare a partire da un modulo di 0.4.
Il secondo riguarda le condizioni operative, che giocano un ruolo determinante: la presenza di sporco, residui o geometrie particolarmente complesse può infatti influire sull’accuratezza della rilevazione.