Coloro che non lavorano nell’industria manifatturiera spesso si domandano come mai ci sia un così forte interesse verso l’automatizzazione delle operazioni di asservimento macchine utensili. Dopotutto il personale umano è perfettamente in grado di svolgere queste mansioni che possono sembrare, almeno ad un profano, facili, ripetitive e poco pericolose.
La realtà però è ben diversa. Gli ambienti in cui lavorano le macchine da caricare e scaricare sono ambienti aggressivi; ambienti in cui è facile trovare olii e sostanze lubrificanti in sospensione, rumori molto forti dovute alle lavorazioni meccaniche effettuate, pulviscolo e polveri metalliche o plastiche, nonché pezzi grezzi, finiti o semi-lavorati taglienti e pesanti. In questo contesto nasce quindi il desiderio di liberare, grazie all’uso di sistemi automatici, l’operatore da compiti che lo obblighino a lavorare in condizioni di tensione.
Scopriamo a cosa serve l’automatizzazione dei processi di asservimento macchine utensili, come può essere utile alla tua impresa e quali sono i vantaggi di questa scelta.
È quindi solo una questione di sicurezza degli operatori?
Spesso si è indotti a pensare che la scelta dell’asservimento macchine utensili sia legata solo ad una questione di sicurezza per gli operatori. In realtà non è assolutamente così. Chi opta per l’automazione del carico/scarico di una macchina utensile lo fa anche per il prodotto in sé. Il controllo qualità rappresenta infatti una forte priorità per qualsiasi azienda e non c’è spazio per gli sprechi. Utilizzando un braccio robotizzato per posizionare i pezzi grezzi in macchina e recuperare i pezzi finiti si ha l’assoluta certezza della ripetibilità dell’operazione compiuta e, grazie alla grande velocità di queste macchine, si rende possibile effettuare rapidamente una serie di controlli dimensionali automatici. Inoltre, si evita di far uscire pezzi per gravità, cosa che potrebbe danneggiare gli stessi.
A livello di produttività poi, è immediato riscontrare in un progetto ben fatto un incremento significativo della stessa. Questo può essere dovuto sia alla riduzione del personale necessario ad effettuare operazioni a basso valore aggiunto sia a un maggior utilizzo della macchina. Si pensi ad esempio ad una soluzione in cui, con accortezze particolari come l’introduzione di un polmone di pezzi grezzi a monte della macchina, si riesca a sfruttare il turno di notte per far lavorare la macchina in automatico: gli operatori si ritroverebbero la mattina con 1/3 della produzione già fatta durante la notte precedente.
L’importanza della disposizione e localizzazione delle parti da movimentare
Come per ogni altro progetto di automazione, è importante scegliere l’applicazione più giusta per la soluzione da voi cercata, iniziando dalla disposizione delle parti.
La prima operazione che viene generalmente svolta nell’asservimento macchine utensili è quella di presa dei pezzi grezzi. In questa fase è fondamentale la localizzazione, così che l’oggetto possa essere preso correttamente dal robot o sistema automatico. Nello stabilire una strategia di localizzazione, è necessario ottenere un giusto compromesso tra comodità e flessibilità del sistema. Ecco alcuni esempi per pezzi grezzi tipicamente movimentati in cassoni:
- Un sistema di visione 3D, per esempio, può essere costoso da implementare e può richiedere un certo quantitativo di tempo e di conoscenze, ma è anche una delle (se non la) soluzioni(/e) più flessibili. La presa dei pezzi grezzi può avvenire da cassone senza nessuno sforzo da parte degli operatori.
- Un sistema di visione 2D invece, necessita un intervento da parte dell’operatore per posizionare i pezzi su un piano. Non risulta necessario però l’ordinamento degli stessi ed il sistema è sicuramente meno complicato di una visione 3D. Resta la necessità di avere operatori formati nell’uso dei sistemi di visione per poter riprogrammare la macchina con codici diversi dove necessario
- Un vibratore meccanico non utilizza telecamere e pre-ordina i pezzi al robot tramite trappole meccaniche. È un sistema relativamente semplice, economico ma estremamente rigido. Al variare del pezzo, si renderà necessaria la sostituzione e riprogettazione del vibratore
- Un sistema a pallet caricato con pezzi pre-ordinati dall’operatore è la soluzione più semplice lato robot ma anche più dispendiosa lato operatore. Il vantaggio risiede nel poter preparare i vassoi in fasi del processo precedenti e creare un polmone per il sistema automatizzato. Dal lato robot basta programmare le coordinate di un pezzo all’interno del pallet (e il suo orientamento, se necessario) per conoscere con esattezza le coordinate di prelievo di tutti gli altri
Come scegliere robot e mano di presa per un rendimento ottimale
A questo punto il vostro robot prenderà i pezzi: questa è la fase di presa vera e propria e può essere una delle operazioni meccanicamente più complicate nel processo di asservimento macchine utensili. Per compiere la fase di presa correttamente bisogna scegliere nella maniera giusta sia robot che mano di presa, e ciò richiede di sapere non solo quale parte deve essere gestita nella cella, ma anche quali cambiamenti di produzione avvengono ogni mese.
Con una variabilità dei lotti di produzione elevata potrebbe essere migliore l’utilizzo di un robot collaborativo perché più flessibile e facile da programmare; con produzioni in serie di pezzi con numeri elevati invece si consiglia l’utilizzo di robot tradizionali. É altresì vero che la semplicità e rapidità delle macchine SCARA risulta impareggiabile: nel caso fosse possibile lavorare su un unico piano sono proprio queste le più indicate.
Fatte queste considerazioni, la priorità è concentrarsi sui limiti di movimento e sul compromesso tra velocità e precisione che si vogliono ottenere. É dall’insieme di queste valutazioni che emergeranno quelli che sono robot e mano di presa ottimali per l’applicazione.
Infine, sono da considerare la progettazione della morsa, la disposizione finale dei pezzi, le misure e tutti gli altri aspetti riguardanti la sicurezza e certificazione della macchina. Ricordiamo che per modifiche importanti al sistema macchina utensile e che in ogni caso con l’aggiunta di sistemi robotizzati, si rende necessaria una ri-certificazione dell’applicazione (formata da macchina utensili e sistema automatizzato).
Per quanto elencato sopra, crediamo che la possibilità di automatizzare le operazioni di asservimento macchine utensili sia molto importante per ottimizzare il processo produttivo, restare competitivi e meglio collocare il personale all’interno delle imprese italiane.
Siamo a vostra disposizione per una consulenza gratuita, non esitate a contattarci!
