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Che cos'è e come funziona il LASER TRACKER

Tantissimi anni fa la caratteristica principale di qualità passava anche e soprattutto da misurazione e rilievi eseguiti su particolari meccanici e non, col passare del tempo sono nate la macchine di misura tridimensionali, macchine specializzate in rilievi di più misure e caratteristiche che manualmente non era possibile eseguire oppure occorreva molto tempo, le ultime frontiere si sono spostate su acquisizione dati con telecamere e scansioni laser.
Con queste soluzioni si possono rilevare delle misure, scansionando un pezzo si può ottenere il relativo disegno, si possono allineare delle strutture o riposizionare fedelmente oggetti o macchine.
Il Laser Tracker è un sistema di misura portatile basato su raggio laser che consente la misura di precisione di 10 μm in volumi sferici fino a 80m. Il Tracker può misurare le coordinate tridimensionali in 3 modi diversi: per mezzo di un riflettore (una piccola sfera posizionata manualmente dall’operatore sul punto da rilevare); per mezzo di un tastatore senza fili punto a punto; per mezzo di uno scanner laser ad alta velocità. Il metodo di misura da utilizzare dipende dall‘applicazione ed in tutti i casi avviene per “inseguimento” ottico dell’utensile di misura da parte del tracker. Dalla prototipazione al reverse engineering fino al collaudo attrezzature e all‘accoppiamento di parti, dal settore automobilistico all‘aerospaziale, Con l‘introduzione del primo laser tracker al mondo nel 1991 si è rivoluzionato il collaudo di alta precisione. Il Laser Tracker Leica Geosystems AT901 rappresenta una nuova, ulteriore rivoluzione.
Dal 2005 l'utilizzo di metrologia di Leica Geosystems AT901 sta aiutando alcuni team di Formula 1
 Il team Racing Red Bull, che è entrato nel circuito di Formula 1 nel 2005, aveva annunciato che stava già battendo i suoi rivali quanto alla velocità e la precisione dei test di progettazione pre-gara. La squadra, che utilizza il Laser Tracker System , era il secondo Team ad installare tale sistema nel suo impianto di prova in galleria del vento. L’altro team era la Renault ( il primo in assoluto ad utilizzare questo sistema di controllo), proprio negli anni delle vittorie del campionato del mondo. L’obiettivo, naturalmente, è quello di vincere le gare, e l'unico modo è l’ottimizzare pienamente le prestazioni della vettura. Per fare questo si deve essere in grado di utilizzare la funzione di test in galleria del vento su base round-the-clock per migliorare l’efficienza aerodinamica.
Il Laser Tracker offre molti vantaggi, tra cui una precisione senza precedenti . In precedenza, il team RBR utilizzava estensimetri per impostare la monoposto in galleria del vento, un processo che richiedeva due ore per completare il posizionamento. Ora, con il Laser Tracker, occorrono meno di 20 minuti.

"Il Laser Tracker consente ai team di vedere l'intera vettura da una posizione", dice Duncan Redgewell, Leica Geosystems vice presidente delle vendite europee. "Altre soluzioni richiedono sensori di misura intorno alla macchina, che causerebbe non solo un notevole aumento del tempo ma una corrispondente perdita di precisione".
Chris Charnley, Direttore Qualità della Red Bull Technology (la divisione progettazione e produzione della Red Bull Racing),va dritto al punto: “Non abbiamo tempo per gli errori.” La fabbricazione delle auto di Formula 1 esige precisione e standard elevatissimi nello sviluppo e nella costruzione di ogni componente.
“Fondamentalmente nel nostro campo noi sviluppiamo prototipi,”dice Charnley. Durante la stagione delle gare, la generale mancanza di tempo sofferta dai team di Formula 1 arriva a livelli estremi: importanti modifiche al progetto allo scopo di ottimizzare l’aerodinamica delle auto devono essere realizzate nell’intervallo tra due gare, generalmente due settimane. “É quello che si dice una pressione elevata,” dice Chris Charnley. “Lavorare di notte e nei weekend diventa allora la regola. Ma ci divertiamo molto, soprattutto quando vediamo il successo dei nostri sforzi concretizzarsi durante la gara.”

Non solo misurare – dev’essere un “Controllo Leica”
La gamma di applicazioni per il Leica Absolute Tracker nel campo dello sviluppo quotidiano è ampia e varia. Mike Hughes, uno degli ingegneri della qualità, viene spesso contattato dai progettisti quando desiderano controllare l’integrità di un nuovo componente.
“Vengono da noi e non ci chiedono semplicemente di misurare il componente, ci chiedono un ‘Controllo Leica’. I risultati di misura dei nostri quattro Laser Tracker Leica Geosystems sono affidabili e autorevoli. E c’è stato un passaparola.” Red Bull Technology misura sia le auto assemblate che i singoli componenti. La Formula 1 è uno sport e gli sport hanno delle regole.
Le dimensioni delle auto sono strettamente definite. I “Legality Check” fanno parte della routine prima di ogni gran premio. Il rispetto dei limiti massimi e minimi viene confermato in modo facile e veloce con il Leica Absolute Tracker e il Leica T-Probe.
Jon Roberts, Metrology Specialist, descrive la sua esperienza: “Ci sono molti punti critici in una vettura di Formula 1. Controlliamo gli alettoni anteriore e posteriore, la larghezza totale della vettura, anche la posizione dei pedali. Tutto dev'essere perfetto fino al minimo dettaglio. Con il Leica T-Probe, le aree di difficile accesso sono semplicemente dei punti da misurare.”




Hexagon Metrology: partner tecnologico globale

Anche in casi di difficoltà o estrema urgenza Hexagon Metrology ha confermato la sua piena disponibilità e presenza. Quando i metrologi del Team Red Bull devono eseguire una misura particolarmente difficile, lo staff di assistenza tecnica Hexagon Metrology è a disposizione – se necessario senza alcun preavviso.
Il Centro di Assistenza locale di Hexagon Metrology a Milton Keynes è solo a poche miglia dalla sede Red Bull Racing e Red Bull Technology. Anche durante le gare in giro per il mondo, Red Bull Racing può contare sulla presenza globale di Hexagon Metrology.
Il sistema di misura di Red Bull Racing generalmente rimane a casa. Durante una gara in Spagna, tuttavia, i tecnici ebbero la necessità urgente di una macchina di misura precisa. Bastò una telefonata e la Hexagon Metrology di Barcellona mise rapidamentea disposizione un Leica Absolute Tracker. Chris Charnley: “Questa è vera partnership. I nostri contatti in Hexagon Metrology sono pienamente integrati nel nostro team.”
Il parco macchine in Red Bull Technology comprende varie generazioni dei prodotti Leica Geosystems. Questi sistemi sono attualmente in uso alla galleria del vento Red Bull Racing di Bedford. Durante i test aerodinamici, il Laser Tracker analizza costantemente come il modello della vettura si deforma per l’azione del vento. Inoltre la Red Bull Technology utilizza macchine di misura a coordinate DEA e una CMM di terzi modificata con un pacchetto di retrofit Hexagon Metrology.

Leica Absolute Tracker: un brillante strumento universale
Chris Charnley riassume: “Il Leica Absolute Tracker è un brillante strumento universale e senza dubbio uno dei nostri migliori investimenti. La velocità delle misurazioni giustifica l’investimento con il tempo risparmiato nella misura dei componenti. Continuiamo a scoprire nuovi impieghi di questo strumento. Precisione, portabilità e affidabilità sono le qualità che danno fiducia al team.
Il Leica Absolute Tracker ha svolto un ruolo importante nei nostri numerosi successi.”

 La Ferrari che tanto dichiarava che i dati in galleria non corrispondevano alla pista, a metà dello scorso anno (2013, 8 anni dopo RBR e Renault F1) ha installato il Laser Absolute Tracker 901 della stessa marca e modello di RBR e STR e Williams.
La causa primaria della mancanza correlazione dei dati era proprio in ogni posizionamento della vettura dopo l’installazione delle modifiche e i dati non erano confrontabili con il posizionamento precedente. Da qui nascevano i problemi noti a tutti legati anche al dimensionamento del modellino al 50% anziché al 60% come lo standard.
La tanto sventolata ristrutturazione della galleria del vento è passata da un adeguamento della posizione della vettura , aggiornamento software del proporzionamento del modellino.
Per il laser Tracker si parla di circa di un costo variabile da 70000€ a 400000€ in base al sistema che si vuole utilizzare e cosa si vuole ottenere.
La Hexagon Metrology in Italia ha sede a Milano ed Orbassano. Anche in questo caso la migliore tecnologia utilizzata anche dai competitors è facilmente raggiungibile da parte della Ferrari. Sempre che si voglia ……

di Fabio Rossi

Cristiano Sponton

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