I robot ROBODRILL e FANUC sono essenziali per l'automazione flessibile
Le macchine presenti nelle officine di Vullings Metaalbewerking a Horst, Paesi Bassi, sono in funzione 24 ore su 24. La scelta delle macchine, l'organizzazione della produzione e i programmi CNC ruotano tutti intorno all'automazione, in particolare all'automazione flessibile, dato che in questo ambiente di lavoro altamente automatizzato vengono realizzati anche prodotti singoli e in piccole serie.
Nella sede di Vullings a Horst sono ospitate due società. Vullings Systemen BV produce tradizionalmente sistemi di irrigazione per il settore orticolo, ma progetta e realizza anche attrezzature personalizzate. Vullings Metaalbewerking BV è una società in outsourcing che realizza prodotti per la tornitura e la fresatura, in genere in acciaio inossidabile o in altri acciai più complessi. Viene realizzata anche la lavorazione di materie plastiche. "Le due società sono perfettamente complementari", spiega il direttore Jeroen Evers. "I componenti delle macchine vengono realizzati dalla divisione Metaalbewerking e la Systemen BV Vullings, oltre a macchine per terzi, produce sistemi utilizzati per l'automazione della divisione Metaalbewerking".
7 giorni su 7, 24 ore su 24
Adottato 10 anni fa, questo concetto di automazione è attualmente integrato in tutti gli aspetti delle attività aziendali e si avvale ora di cinque robot.
I centri di lavoro sono in funzione 7 giorni su 7, 24 ore su 24. Durante la nostra visita, una macchina ROBODRILL era impegnata a realizzare bracci per i sistemi di spruzzatura Champion. Un robot FANUC preleva singolarmente i pezzi fusi dal nastro trasportatore di alimentazione e li passa alla macchina. Il sistema ottico, posizionato sopra il nastro trasportatore, indica al robot la posizione dei pezzi e il modo in cui devono essere prelevati. Una volta che la lavorazione del braccio per la spruzzatura è completata, il robot preleva il pezzo e lo posiziona su un nastro trasportatore di scarico in cui il sistema ottico ricerca uno spazio libero e indica al nastro di fornirne uno. Gli operatori verificano che a fine giornata sia disponibile un numero sufficiente di pezzi fusi in modo che la produzione possa continuare anche durante la notte.
Manipolazione di pallet
"Abbiamo iniziato con l'automazione di due grandi centri di lavoro", spiega Frank Gijsen, il responsabile dell'automazione dei processi di produzione. "Intorno alle macchine, abbiamo costruito celle robotizzate con robot R-2000iB di FANUC e circa 80 posizioni per i prodotti. Gli operatori sono responsabili della preparazione dei prodotti e del posizionamento delle parti sui pallet, mentre i robot portano i pallet fino alle macchine e in seguito li rimuovono. Parti di dimensioni minori vengono raccolte direttamente dai robot tramite un sistema ottico FANUC e successivamente posizionate su un nastro trasportatore".
20 anni senza guasti
"Poiché le parti relativamente piccole vengono spesso prodotte in celle esistenti, desideravamo una nuova macchina in grado di lavorarle rapidamente", continua Jeroen Evers. "La nostra scelta è stata ROBODRILL. Abbiamo collaborato con aziende che hanno utilizzato questa macchina e qualcuno ci ha riferito che una di tali macchine aveva continuato a funzionare per 20 anni senza che fosse mai stato necessario l'intervento di un tecnico FANUC. Questo fattore ci ha davvero convinti, perché l'affidabilità delle macchine è il fattore chiave per una produzione continua. Se si utilizza tutto il tempo disponibile per la produzione pianificata, non resta altro tempo per rimediare un ritardo di produzione qualora si verifichi un guasto."
Monitoraggio dello stato delle macchine
Per garantire la massima disponibilità delle macchine, Vulling dedica molta attenzione alla manutenzione preventiva.
Frank Gijsen dichiara: "I controlli FANUC dispongono di una funzionalità di monitoraggio dello stato delle macchine che ci consente di pianificare le attività di manutenzione. Ogni notifica proveniente dalla macchina viene considerata attentamente per valutare lo stato della macchina e per garantire che non smetta di funzionare improvvisamente. Anche olio e utensili sono soggetti a monitoraggio periodico".
Fresatura contemporanea su 5 assi
Per α-ROBODRILL D21LiA5, è stato installato il robot M-20iA con il sistema ottico FANUC integrato nel controllore. In questa cella, in cui vengono realizzati parti più piccole, la macchina e il robot sono completamente integrati.
"I controlli della macchina sono abbastanza potenti da far funzionare la cella. Di conseguenza, la cella robotizzata non ha più bisogno di un controllo PLC separato", spiega Frank Gijsen.
Alla consegna, ROBODRILL era dotato di una tavola rotante e di ribaltamento FANUC in modo che la macchina fosse in grado di eseguire una lavorazione a 5 assi. I controlli della macchina consentono in effetti ai 5 assi di funzionare contemporaneamente.
L'implementazione dei 5 assi è una conseguenza della produzione senza intervento umano. Durante la notte, non è presente alcun operatore a collocare le parti in una posizione diversa nelle fasi di lavorazione intermedie.
Serie di singoli pezzi
Frank Gijsen dichiara: "FANUC ci ha anche consentito di configurare la macchina per la programmazione offline tramite un sistema CAM."
Per realizzare questo tipo di automazione flessibile, e questa è la lezione appresa da Vullings, tutti gli aspetti della produzione devono essere personalizzati in modo da corrispondere tra loro.
Jeroen Evers afferma: "Quando riceviamo un ordine per la produzione di un singolo pezzo, lo vediamo come una serie di un solo prodotto. Questo significa che se lo stesso prodotto verrà ripetuto per una serie maggiore di un'unità, potrà essere riprodotto automaticamente.
I programmi CAM contengono non solo parametri di produzione per la macchina, ma anche i dati di manipolazione del robot. Implementiamo l'automazione fin dalle fasi iniziali, consentendo alle celle di produzione di lavorare in completa autonomia".
Uno strumento di produzione sempre più flessibile
Poiché i concetti legati all'automazione sono in larga parte implementati internamente, la società prevede di procedere ulteriormente nella progettazione in questo ambito, realizzando uno strumento di produzione ancora più flessibile.
Frank Gijsen dichiara: "L'obiettivo è quello di ottenere celle in grado di regolarsi in modo autonomo e con una quantità sufficiente di informazioni per prendere decisioni. Poiché nei programmi CAM abbiamo registrato alcuni dati, ad esempio le dimensioni delle materie prime, la cella di produzione deve essere in grado di determinare i prodotti da realizzare in base a piccoli blocchi posizionati sul nastro trasportatore. Naturalmente, è necessario partire con una pianificazione della produzione, ma se un operatore posiziona inavvertitamente troppi prodotti sul nastro trasportatore, la macchina deve essere in grado di decidere da quale prodotto iniziare con la fresatura prima di avviare la serie successiva pronta subito dopo sul nastro".
Oltre a questo, sfruttiamo al massimo le possibilità del sistema ottico e la potenza di calcolo dei controllori FANUC.
Macchine ad alta tecnologia
Uno dei maggior desideri di Vullings è quello di far conoscere l'automazione flessibile il più diffusamente possibile e a tale scopo l'azienda organizza visite presso le proprie sedi, soprattutto per gli studenti.
Jeroen Evers afferma: "Talvolta si ritiene che l'automazione penalizzi i posti di lavoro, ma non è sempre vero. Il nostro obiettivo è quello di far conoscere la nostra azienda e il nostro modo di lavorare, proprio perché è difficile trovare personale qualificato. La lavorazione dei metalli evoca spesso immagini negative di lavoro impegnativo e sporco, sebbene gli operatori qui lavorino su macchine con un livello di tecnologia estremamente elevato. Grazie ai maggiori volumi che riusciamo a ottenere tramite l'automazione, abbiamo bisogno di assumere più personale. Servono persone con esperienza nella fresatura e nella tornitura, perché circa il 20% della nostra produzione è correlata a prodotti molto specifici che coinvolgono attività per cui l'automazione non avrebbe senso".
