Il sistema di controllo ha lo scopo di realizzare una portata di abrasivo costante durante la lavorazione, mantenendo il valore impostato, in modo da poter realizzare lavorazioni con un grado di finitura superficiale pressoché uniforme. Infatti la finitura superficiale delle parti lavorate dipende dalla portata di abrasivo iniettata nella camera di miscelazione.

Come noto, nei sistemi di adduzione dell'abrasivo a gravità, la portata di abrasivo in uscita dalla tramoggia è fortemente influenzata dalla quantità di abrasivo presente nella tramoggia stessa; in particolare al diminuire del livello di abrasivo diminuisce anche la portata d'uscita, ovviamente a pari sezione di passaggio.

Si può quindi pensare di adottare un sistema di controllo in modo da variare l'area di passaggio dell'abrasivo in funzione della quantità di abrasivo presente nella tramoggia, in modo da ottenere una portata di erogazione costante o comunque variabile entro un ristretto intervallo.

Per misurare la quantità di abrasivo presente nella tramoggia ed in particolare la variazione di tale quantità nell'unità di tempo (portata di abrasivo erogata), si è pensato di misurare la variazione di massa del sistema tramoggia + abrasivo. In funzione di tale variazione si agirà sul sistema di controllo dell'apertura della feritoia, attraverso la quale fuoriesce l'abrasivo.

Un sistema di controllo così fatto è realizzabile mediante l'uso di un sistema di misura della massa (cella di carico) agente sulla tramoggia contenente l'abrasivo.
Tale sistema inoltre permette di realizzare una retroazione continua del segnale di controllo della portata. Infatti misurando continuamente la variazione della massa della tramoggia è possibile conoscere in ogni momento la portata di abrasivo che è stata erogata e di conseguenza, se essa si discosta dal valore desiderato, operare una correzione continua per mantenere la portata di abrasivo entro un intervallo di valori adeguato.

I problemi principali che sino ad ora hanno impedito la realizzazione di una retroazione completa risiedono nel fatto che spesso si è cercato di valutare la portata del getto idroabrasivo all'uscita dal focalizzatore, incontrando non poche difficoltà:

· la velocità del getto di sola acqua è circa tre volte quella del suono in aria; nel getto idroabrasivo, sebbene la velocità risulti molto minore (circa 1/3), rimane comunque molto elevata e quindi misurabile solo per mezzo di apparecchiature complesse e molto costose.
· studi condotti in passato hanno dimostrato che la distribuzione delle velocità delle particelle nel getto è assimilabile ad una distribuzione normale attorno all'asse del getto stesso, ma le misure effettive di questa distribuzione non sono calcolabili con certezza.

Un altro ostacolo alla realizzazione di sistemi controllo della portata di abrasivo è stato l'aspetto tecnico-economico. Le soluzioni fino ad ora individuare erano difficilmente realizzabili in pratica a causa della loro complessità e/o del loro non trascurabile costo economico (soprattutto se rapportato al costo dell'intero sistema AWJ).

In questa ottica la soluzione proposta risulta essere economica, grazie alla semplicità dei componenti aggiuntivi richiesti, semplice da realizzare e facilmente gestibile dall'unità di governo della macchina.

La cella di carico fornisce in uscita un segnale elettrico proporzionale alla massa misurata, questo segnale viene trasferito ad una unità di controllo (per esempio un calcolatore, ma nell'ottica di integrazione del sistema con la macchina sarà l'unità di governo della macchina stessa) che lo elabora e determina la portata di abrasivo che è stata erogata. Il sistema di governo a sua volta genera un segnale di comando che viene inviato al dispositivo di erogazione dell'abrasivo (che può essere un servomotore che comanda una vite micrometrica).

In sintesi i vantaggi del sistema di controllo della portata di abrasivo proposto sono i seguenti:

¨ maggiore livello qualitativo della lavorazione, in termini di uniformità delle superfici (rugosità superficiale, conicità del solco di taglio, profondità di lavorazione;

¨ semplicità di realizzazione e messa a punto;

¨ possibilità di variare il valore desiderato di portata dell'abrasivo anche durante la lavorazione;

¨ possibilità di essere applicato anche agli impianti AWJ esistenti;

¨ flessibilità: intesa come capacità del sistema di adattarsi a tutte le condizioni ambientali possibili (temperatura, umidità, etc.), ed intesa come capacità di controllare la portata per qualsiasi mesh di abrasivo;

¨ rispetto agli altri sistemi proposti presenta il vantaggio di poter effettuare una continua taratura dinamica delle condizioni di erogazione, diminuendo i tempi di power off della macchina ed aumentando quindi la produttività;

¨ il sistema è in grado di tenere in considerazione anche disturbi e variabili che non sono collegati al processo, per esempio la quantità di abrasivo presente nella tramoggia che influenza in maniera considerevole la portata di erogazione;

¨ massimo livello di integrazione con l'unità di governo: il sistema può essere controllato dal CNC (Controllo Numerico Computerizzato) che gestisce la macchina, in modo da garantire la gestione dell'erogazione dell'abrasivo in ogni lavorazione;

¨ il controllo può essere applicato alla tramoggia principale oppure ad una sotto tramoggia;

¨ il riempimento della tramoggia con l'abrasivo può essere effettuato anche senza arrestare la macchina, è sufficiente portare la testa di taglio fuori dalla zona occupata dal pezzo in lavorazione e molto rapidamente si può rabboccare l'abrasivo; tale operazione risulta inoltre facilmente automatizzabile;

¨ costi contenuti: a livello di produzione industriale del sistema gli oneri aggiuntivi rispetto alla situazione attuale sono legati alla presenza della cella di carico (che è un componente molto diffuso ed economico) ed alla necessità di aggiornare il software di gestione della macchina (intervento da effettuare una tantum).