Aumentare l’efficienza in officina

Ormai è noto che solo investendo in tecnologia è possibile restare competitivi sul mercato. Grazie ai sistemi di automazione, ad esempio, è possibile eseguire le lavorazioni senza presidio, aumentando la produttività in officina. Il punto di vista di importanti costruttori a livello internazionale. 

di Alberto Marelli

Nel settore della produzione di stampi, in che modo le aziende stanno affrontando l’automatizzazione delle attrezzerie? 

Delle tecnologie legate all’automazione e delle strategie che lo stampista deve mettere in atto per sfruttarne al meglio le potenzialità, ne parliamo con importanti costruttori a livello internazionale: C.B. Ferrari, EMCO, GF Machining Solutions, Hermle, PROMAC, SCHUNK. 

Quanto è importante per uno stampista equipaggiare le proprie macchine con sistemi di automazione?

Gabriele Tebaldi (C.B. Ferrari)

Innanzitutto dipende dalle dimensioni dello stampo e dalle ore di lavoro necessarie per eseguirlo, quindi c’è una selezione naturale che può favorire l’automazione se gli stampi (o parti di essi) sono medio/piccoli e/o se devono essere fatti in serie. 

Sicuramente l’automazione nelle officine sta prendendo sempre più importanza per via della difficolta nel reperire personale, in quanto questo sistema permette di eseguire una serie di lavorazioni in autonomia. 

Davide Adorno (EMCO Mecof)

Nell’ultimo decennio abbiamo riscontrato una richiesta sempre più frequente di automazione da abbinare con i centri di lavoro EMCO ed EMCO Mecof. Il motivo è presto detto: il settore degli stampi è estremamente competitivo e la soluzione dell’automazione è l’unico modo per fare efficienza. Oggi il mercato è veramente globalizzato ed i clienti italiani ed europei si vedono costretti a cercare ogni escamotage per competere con fornitori low-cost provenienti, ad esempio, da Cina e India. 

Una soluzione automatizzata di cambio pallet, ad esempio, permette di sfruttare appieno le potenzialità dei nostri centri di lavoro riducendo, se non addirittura annullando, i tempi inoperosi per l’attrezzaggio macchina. In questo modo lo stampista riesce a lavorare sui tre turni sfruttando al massimo il “tempo di contatto pezzo” del macchinario: tutto ciò senza penalizzare la qualità produttiva. 

L’importanza dell’automazione è poi direttamente proporzionale alla dimensione dello stampo da lavorare: più lo stampo è piccolo, più si ha la necessita di avere un’automazione dedicata (con costi extra ragionevoli da ammortizzare), più lo stampo è grande e meno si hanno benefici derivanti dall’automazione; i costi in questo caso sono sensibilmente alti. 

Francesco Viganò (GF Machining Solutions)

Cosa si perde rinunciando all’automazione! Gli stampi moderni sono complessi nella forma, richiedono molteplici utensili e macchine per lavorare un singolo articolo, nonché la necessità di misurare i componenti in varie fasi del processo produttivo. Chi fa tutto questo a mano, è costretto a gestire componenti pesanti e grandi numeri di utensili/elettrodi, impiegando la forza lavoro in maniera non qualificante, disorganizzata, spesso lavorando su tre turni. Per inseguire la capacità produttiva, si comprano più macchine, ma si continua ad usarle in modo inefficiente. 

Grazie a un opportuno sistema automatizzato, l’officina si riorganizza, lasciando il lavoro duro al robot. Anche di notte e nel fine settimana è l’automazione a gestire componenti e utensili tra le macchine necessarie per eseguire il lavoro, misurando in una stazione dedicata per non rubare tempo di truciolo alle macchine. Questo significa puntare alla produttività in modo intelligente, senza inutili sforzi o costosi sprechi. 

Daniele Bologna (Hermle)

Tra le maggiori difficoltà riscontrate dalle aziende vi sono i tempi di consegna strettissimi e una forte competizione sul mercato. A fronte dei ridotti margini con cui devono fare i conti le aziende, la strada vincente è quella dell’incremento dell’efficienza e dell’autonomia di lavoro delle macchine grazie a sistemi di automazione e cambi pallet. Da questo punto di vista possiamo segnalare un progressivo incremento negli ultimi anni della richiesta di soluzioni d’automazione anche in un settore come quello degli stampi dove storicamente non era particolarmente diffuso per via dei lunghi tempi di lavorazione. L’evoluzione vede quindi protagonista la ricerca di maggior velocità e autonomia di esercizio per garantire ancora competitività in un mercato difficile e aggressivo. Chiaramente anche tutta l’organizzazione interna e la filiera produttiva devono essere efficienti per garantire la produttività, razionalizzando i processi e utilizzando strumenti performanti. La concezione base per le macchine utensili è pertanto la pallettizzazione che permette una migliore identificazione dei pezzi, maggiore velocità di posizionamento, ripetibilità delle operazioni e ottimizzazione delle ore di programmazione CAM. 

Lucio Carraro (PROMAC)

Nel processo di produzione stampi, l’automazione era un concetto poco considerato poiché si riteneva che le tempistiche di lavorazione in macchina non giustificassero la necessità di rimpiazzare il pezzo in tempi brevi. Nel tempo questo concetto è stato stravolto, poiché i tempi di permanenza di uno stampo si sono molto ridotti, grazie all’ultima generazione di macchine utensili e di utensileria specifiche per lavorazioni cosiddette ad “alta velocità” o meglio ad alta dinamica. 

PROMAC ha da sempre progettato e costruito i propri centri di lavorazione con il concetto di utilizzo ad alta dinamica ed è stata tra le prime aziende a proporre l’automazione anche nel processo di lavorazione degli stampi. 

Tutte le tipologie dei centri di lavoro PROMAC sono infatti studiate per essere equipaggiate non solo con sistemi di cambio utensili che possono arrivare fino a 300 posizioni, a loro volta espandibili, ma anche con sistemi di cambio pallet automatici sia in configurazione per il singolo centro di lavoro che condiviso con altri centri di lavoro in configurazione FMS. 

Le dimensioni dei pallet sono disponibili in formati diversi in funzione al centro di lavoro e sono disponibili a partire da 300×300 mm (portata 150 kg) per i centri di lavoro di tipologia ZEPHYR fino a 4.000×1.600 mm (portata 20.000 kg) per i centri di lavoro di tipologia SHARAV. 

Fabio Lodi (SCHUNK)

È importantissimo. Per uno stampista è cruciale ridurre i tempi di set-up, velocizzando il riattrezzaggio, ed il sistema a punto zero modulare, come il VERO-S di SCHUNK, acquisisce un ruolo chiave, se non fondamentale nel caso di operazioni non presidiate, in quanto è possibile realizzare le lunghe lavorazioni che caratterizzano proprio la produzione degli stampi nelle ore notturne. 

Oltre a questa ottimizzazione del riattrezzaggio, il sistema a punto zero VERO-S può anche risolvere problematiche di ingombri d’interferenza e di accessibilità per le lavorazioni laterali poiché rialzano il pezzo, come ad esempio il sistema di bloccaggio diretto del pezzo a colonne, VERO-S WDM. 

Per sfruttare al meglio l’automazione in officina, quali strategie organizzative deve mettere in atto lo stampista?

Gabriele Tebaldi (C.B. Ferrari)

Il fondamento delle automazioni si basa principalmente sul fatto di avere dei numeri necessari per dare lavoro alla macchina nei tempi dove il personale è assente, ovvero la notte ed il week end. Quindi lo stampista deve organizzare il lavoro in modo da poter caricare i pezzi nel magazzino, per poi trovarli finiti al rientro al lavoro. Tutto questo non è semplice perché bisogna che il numero degli utensili in macchina siano proporzionati alle lavorazioni da eseguire. 

Davide Adorno (EMCO Mecof)

L’acquisto di un impianto pallettizzato necessita di opportune strategie organizzative senza le quali l’efficienza dell’impianto verrebbe meno. Irrinunciabile a tal proposito è avere un impianto che soddisfi tutti i requisiti dell’Industry 4.0 e che possa quindi essere interconnesso al massimo con l’azienda. Più in dettaglio, possiamo affermare che normalmente gli impianti automatizzati (o pallettizzati) sono correlati a cambi utensili con portate generose in modo da poter sostituire gli utensili usurati con altri equivalenti ma nuovi (gestione vita utensile). Molto spesso i cambi utensili sono poi abbinati ad un sistema RFID (Radio Frequency IDentification), tecnologia che identifica e/o memorizza in modo univoco i dati dell’utensile presente nel magazzino azzerando possibili errori umani. Immancabili poi sono i vari dispositivi di monitoraggio della lavorazione come l’anticollisione, il laser di preset utensili, tastatori di misura radio, ecc. Ultimo, ma non meno importante, un efficace sistema CAD/CAM opportunamente customizzato sulla base dell’impianto di fresatura automatizzato. 

Francesco Viganò (GF Machining Solutions)

Per eccellente ed affidabile che sia, un robot non basta. Servono riferimenti standard per la movimentazione di pezzi diversi (tooling) e un software intelligente di gestione della cella automatizzata, connesso al gestionale aziendale, aperto a variazioni di priorità nell’ordine di produzione e capace di compensare imprevisti riorganizzando l’attività dell’intera cella automatizzata. In questo modo la soluzione completa introduce flessibilità in produzione, in quanto individua sempre la procedura ideale per perseguire il risultato, impiegando le risorse a disposizione volta per volta. 

L’adozione di questi strumenti eleva il personale in officina ad un livello di professionalità strategica superiore. Chi lavora con l’automazione deve essere istruito a comandare un apparato potente ma complesso, fornendo le informazioni necessarie per una completa esecuzione del lavoro. Tutto ciò senza scordare l’indispensabile manutenzione ad ogni componente dell’apparato, per ottenere sempre il meglio. 

Daniele Bologna (Hermle)

Per riuscire ad ottenere un vantaggio competitivo o una marginalità di profitto minima garantita in un mercato come quello attuale dove la rapidità di risposta e di consegna sono fattori determinanti per il successo di un’impresa, l’unico modo è rendere più efficiente i processi e le procedure, eliminando gli sprechi e i tempi morti in officina. La digitalizzazione delle officine è ormai un aspetto fondamentale per la competitività delle imprese manifatturiere. Anche ottenere le performance auspicate dall’automazione richiede strategie organizzative che possono essere messe in atto con la pianificazione della produzione, la simulazione delle lavorazioni, la gestione centralizzata e digitalizzata degli utensili, la manutenzione preventiva/predittiva, la corretta gestione del consumo energetico. 

Oltre agli aspetti legati alla digitalizzazione e ad un opportuno dimensionamento dell’ufficio tecnico CAD/CAM, vi sono ulteriori accorgimenti legati alla standardizzazione delle attrezzature di serraggio come ad esempio l’impiego di sistemi di aggancio rapido oppure di sistemi di serraggio modulari, i cui punti di aggancio nello stampo possono già essere previsti in fase di progettazione. 

Lucio Carraro (PROMAC)

Automatizzare i centri di lavorazione nei reparti di produzione è un passo di per sé molto importante, ma non sufficiente. Infatti, per sfruttare appieno l’automazione è necessario un’adeguata pianificazione e automazione dell’intero processo produttivo aziendale, ottenendo la massima efficienza e produttività. Concetti pienamente centrati nella recente legge per gli investimenti “Industria 4.0” dove l’investimento deve focalizzarsi nell’interazione tra i sistemi di analisi e il controllo del processo. Legge che, personalmente, auspico venga mantenuta nel tempo perché premia le nostre aziende italiane desiderose di investire nel miglioramento del processo produttivo, per affrontare adeguatamente un mercato sempre più interattivo e, infine, per attrarre nuove maestranze maggiormente predisposte ai processi tecnologici digitali. 

Per offrire un maggior supporto ai nostri clienti, PROMAC ha implementato il proprio organico sia con figure tecnico-commerciali specializzate per la corretta configurazione degli impianti di lavorazione, che con degli application engineers per formare il personale che andrà ad utilizzare i nostri impianti al fine di ottenere le massime prestazioni ed efficienza. Figure professionali specifiche con un’esperienza traversale non solo dei nostri centri di lavoro ma anche delle strategie di lavoro e di scelta degli utensili. Tecnici in grado di interfacciarsi con i responsabili di processo dei nostri clienti per garantire un supporto post-vendita di alto livello. 

Fabio Lodi (SCHUNK)

Per la lavorazione degli stampi, lo stampista può optare per tre principali opzioni di automazione. La prima è quella dell’automazione in senso più lato, che punta più che altro alla velocizzazione del set-up, attraverso la configurazione manuale pratica e veloce di dispositivi sulla tavola macchina, grazie ai perni del sistema a punto zero. La seconda opzione in senso più stretto, invece, prevede un sistema di cambio pallet con un robot; la terza, se la macchina è dotata di cambio pallet è possibile sostituire lo stampo manualmente e poi caricare il pallet in macchina in tempo mascherato. Per la lavorazione di tasselli o particolari dello stampo è possibile optare per un sistema robotizzato di cambio pallet oppure del nuovo sistema R-C2 by Gressel, per pallet fino a 225×225 mm. Quest’ultima soluzione, particolarmente innovativa, è una morsa autocentrante che diventa mano di presa, eseguendo sia la manipolazione con robot che il bloccaggio in macchina del pezzo (su modulo a punto zero VERO-S di SCHUNK). Si possono processare così diverse varianti di pezzi in modo razionale e ottimizzato.