Assemblare un dispositivo salvavita

Osai Automation Systems ha recentemente sviluppato una linea di assemblaggio per la produzione di sensori antiincendio per un importante player del settore. Si tratta di un impianto completamente automatizzato, con complesse stazioni di assemblaggio e testing, progettate con la consapevolezza che i prodotti in uscita dalla linea, e successivamente messi in commercio, garantiscano una totale assenza di difetti, come è doveroso quando si tratta di dispositivi di sicurezza il cui compito è salvare vite umane.

Osai Automation Systems S.p.A. Società Benefit, fondata nel 1991 da Carlo Ferrero, quotata al mercato Euronext Growth Milan, è attiva a livello world-wide nella progettazione e produzione di macchine e linee complete per l’automazione, sistemi con tecnologia laser, di testing su semiconduttori e per l’industria elettronica. Il gruppo, con sede operativa a Parella (TO), occupa 250 dipendenti e conta una rete distributiva costituita da oltre 40 distributori in tutto il mondo, con oltre 50 staff locali e tre filiali commerciali, in USA, Germania e Cina. Osai è identificabile nel mercato quale solution provider nell’automazione di processo per linee di prodotti che operano prevalentemente in settori a elevato technology content e tramite un portafoglio di tecnologie trasversale. Attualmente l’azienda raggiunge una quota export superiore all’80%.

“Osai realizza da oltre 30 anni – racconta Fabrizio Cavanna, Sales Engineer di Osai – linee di assemblaggio customizzate, progettate e costruite tailor made sulle esigenze del singolo Cliente. Una delle linee più interessanti e complesse su cui abbiamo lavorato recentemente è quella per l’assemblaggio di smoke detectors/rilevatori antincendio, un dispositivo salvavita che troviamo in alberghi, industrie, scuole, gallerie commerciali e tanti altri luoghi che quotidianamente frequentiamo. La sfida principale è stata concepire gli automatismi di alimentazione dei sottocomponenti e tutte le stazioni di montaggio e controllo con il target di gestire senza riattrezzaggi manuali 4 famiglie di prodotto con differenti geometrie che, a loro volta, generano una gamma di oltre 200 codici, garantendo una produttività di 900 pezzi all’ora (1 ogni 4 secondi). Essendo un Bene Industry 4.0 i cambi lotto sono gestiti mediante ricette PLC caricate dal MES (Manufacturing Execution System) del cliente e grazie a una comunicazione bidirezionale la linea genera e restituisce report statistici e di qualità consultabili da remoto”.

Progettata e realizzata da Osai su richiesta del cliente in due step: per prima, è stata fornita la parte di montaggio e controllo; dopodiché gli automatismi di packaging primario e secondario. Secondo le previsioni, nel corso del 2024 ci sarà un terzo step, cioè il carico automatico dei sottocomponenti e lo scarico del prodotto finito tramite AGV.

Un assemblaggio preciso e delicato

Lunga 30 m, conta diverse stazioni di assemblaggio e testing. È dotata di un sistema di trasporto a pallet a sei figure cadauno, in cui ogni stazione è in grado di lavorare su tre o sei componenti contemporaneamente. “Dovendo trattare part number con meccaniche e geometrie molto diverse tra loro – spiega Fabrizio Cavanna – per il carico dei componenti sono stati scelti alimentatori ‘flessibili’ a guida ottica che forniscono in automatico le coordinate di prelievo pezzo da parte del robot. Sulla linea sono installati diversi robot, sia SCARA che a 6 assi, che tramite multigripper prelevano dal sistema di alimentazione i pezzi e li caricano sul pallet”. Volendo ridurre il time to market, la scheda elettronica presente nel sensore è depanellizata just in sequence direttamente dalla NeoRouter Modula, soluzione Osai per la separazione meccanica delle PCB boards.

“Trattandosi di uno strumento salvavita, è mandatoria la precisione di assemblaggio, in modo che vengano preservati i componenti, in particolare il termistore. Saldato su ciascuna scheda, il componente rileva la temperatura anomala e invia il segnale di incendio alla centralina a valle dell’impianto. Inoltre, per questa applicazione è stato progettato appositamente un dispositivo di recupero e centraggio della posizione del termistore, per permettere al robot di inserire successivi elementi evitando danneggiamenti che porterebbero a un malfunzionamento del prodotto”.

Testing: la fase più importante

Terminato l’assemblaggio, il sensore entra nella baia di EOL – End of Life, dove vengono simulate le condizioni di lavoro del prodotto. La durata del testing è superiore rispetto all’assemblaggio di 7,5 volte. Ogni 30 secondi controlliamo in stazioni multiple il componente. Il tutto avviene mediante la simulazione dinamica di diverse condizioni che si presentano durante un incendio, verificando e calibrando il sensore.

Tutti i valori di test del singolo ID vengono registrati e salvati sul MES. I componenti conformi vengono marcati Laser con un QR-Code univoco e convogliati nella linea di packaging primario e secondario. Dalla loro lettura il cliente può risalire a tutti i dati di processo quali lotto, valori di test e BOM – Bill of Materials. Il sistema di tracciabilità ha anche una funzione human error proof. Per ovviare alla possibilità che l’operatore logistico carichi i materiali grezzi nel feeder errato, è stato implementato un sistema di interblocco dell’incoming material, obbligando così la lettura e la verifica di ciascun lotto di sottocomponenti prima dell’inserimento in macchina.

Si tratta di una linea complessa, creata in un’ottica di elevata flessibilità, modularità e scalabilità. Come in molte delle più recenti soluzioni Osai, anche in questa ciascun blocco funzionale è una macchina stand alone, rendendo l’impianto riconfigurabile in tempi successivi, consentendo l’inserimento di eventuali nuovi sistemi, processi o prodotti.