Tool wear compensation and energy efficiency in micro milling Electrical-Discharge Machining

Le attività descritte in questa tesi si prefiggono come obiettivo il miglioramento nell'accuratezza e nell'efficienza energetica del processo di micro elettroerosione nella configurazione in fresatura. A tal fine, è stato sviluppato un pacchetto hardware e software necessario per la simulazione e la validazione di strategie per la compensazione on-line dell'usura utensile. E' stato definito un metodo di compensazione usura utensile basato sul conteggio delle scariche elettriche e sul valore di usura utensile per singolo impulso. L'energia media delle scariche elettriche acquisite durante una lavorazione tipo e la loro variabilità sono state analizzate e sono stati definiti i valori di soglia ottimali per il conteggio degli impulsi tramite frequenzimetro. Una interfaccia hardware e un protocollo software sono stati implementati e testati al fine di comandare la macchina per micro elettroerosione attraverso un personal computer esterno, programmando in linguaggio Matlab. E' stata definita una strategia per la misura in macchina del volume di materiale rimosso sia dall'utensile sia dal pezzo durante il processo di elettroerosione. Sono stati quindi valutati la ripetibilità, l'incertezza e l'errore relativo caratteristici delle misure effettuate in macchina con la procedura proposta. L'interfaccia di comunicazione e la strategia per la misura in macchina sono stati quindi adottati in una procedura automatizzata per la stima dei valor medi di materiale rimosso ed usura utensile per singola scarica elettrica. La procedura è stata testata con un ampio campo di parametri di processo, al fine di valutare la variabilità dei risultati. Uno strumento software per la simulazione del processo di rimozione del materiale dal grezzo basato sul volume rimosso per singola scarica e sul numero di impulsi contati, è stato sviluppato al fine di rappresentare in modo accurato le geometrie effettivamente ottenute durante un generico processo di micro elettroerosione. Le simulazioni sono state validate per mezzo di risultati sperimentali. Infine, un sistema modulare a basso costo per il monitoraggio remoto del consumo di energia, basato su open-hardware e software open-source è stato sviluppato ed utilizzato per l'analisi dell'efficienza energetica della macchina per micro elettroerosione. Dall'analisi dei risultati sono state individuate delle possibili soluzioni per migliorare l'efficienza energetica della macchina e del processo di micro elettroerosione.