Piegatura robotizzata: vantaggi e limiti
La piegatura robotizzata può portare numerosi vantaggi alle aziende, soprattutto in quelle applicazioni che prevedono lavori ripetuti e pesanti, con l’avvento dei sistemi di cambio stampi automatici anche con lotti più piccoli. Ma è importante scegliere la giusta cella che segua le esigenze dell’azienda, in modo da non incorrere in costosi errori. VICLA racconta tutti i vantaggi di questa tecnologia, e dà anche qualche spunto di riflessione sui suoi limiti.
Una cella di piegatura robotizzata è un sistema che integra un robot e una pressa piegatrice ed è progettata per effettuare operazioni di prelievo, piegatura e depositi di profili in lamiera metallica. Si tratta di una soluzione che nasce dall’esigenza delle aziende di rendere sempre più efficiente il ciclo produttivo, mantenendo bassi i costi di produzione senza compromettere la qualità. L’era moderna dei processi meccanici è accomunata da un fil rouge: aumento del livello di qualità nella ripetitività dei processi di lavorazione. Nel campo della lavorazione della lamiera, migliorare costantemente la produttività è una delle sfide attuali più grandi, specialmente se consideriamo la crescente variabilità di forme, dimensioni e quantità dei pezzi che il mercato richiede. Quali sono le possibili soluzioni? Come sempre, non esiste una formula adatta a tutti, ma esistono opzioni che meglio si adattano alla singola azienda. Il mondo della lavorazione della lamiera, e in particolare della piegatura, deve affrontare sfide produttive estremamente impegnative: carenza di manodopera, produttività, tempi di consegna che è difficile rispettare e tempi di ciclo sfidanti. Per rispondere alle richieste del mercato, VICLA propone diverse soluzioni di piegatura robotizzata completamente personalizzabili. L’elevata efficacia deriva dalla semplice e veloce programmabilità offline di macchine e robot inclusi nella cella. Inoltre, questi sistemi sono in grado di funzionare H24 in modalità automatica, oppure alternandola con la modalità manuale quando necessario; velocizzano il ciclo di piegatura, con conseguente aumento della produttività aziendale. VICLA si sta sempre più specializzando nel campo della piegatura automatica, come dimostrano gli impianti robotizzati installati presso diverse aziende. Uno degli ultimi impianti che verrà consegnato a breve presso la Thermorossi, in provincia di Vicenza, è un’isola composta da un robot su rotaia collegato a una piegatrice ibrida full optional della serie .SUPERIOR completa di controllo dell’angolo, bombatura attiva Clever, dispositivo Flex di controllo delle flessioni strutturali delle spalle e tavola piega-schiaccia.
L’innovazione dei robot
L’automazione piegatura ha fatto passi da gigante rispetto a qualche anno fa, basti pensare ai cobot oppure ai magazzini automatici per l’attrezzaggio in macchina. Oggi, accanto il robot cartesiano che scorre su un grosso telaio di acciaio posizionato di fronte alla piegatrice, esistono altre soluzioni come i cobot e i robot antropomorfi. Il settore della lavorazione della lamiera sta conoscendo un’evoluzione tecnologica sorprendente, anche nel campo della pressopiegatura. Tradizionalmente la fase di piegatura è da sempre considerata il collo di bottiglia dell’intero processo, perché è dove si annidano i maggiori sprechi, sia in termini di materiale, sia di tempo. Le soluzioni automatizzate agiscono su due fronti: velocizzare il ciclo di piegatura e ridurre l’errore umano. Nella nuova Smart Factory, la fase di programmazione delle diverse fasi di lavorazione viene gestita dall’ufficio tecnico, che diventa il vero centro operativo dell’officino. Essendo tutto gestito da un unico posto, cessa la cattiva abitudine di avere programmi in macchina più precisi dei disegni tecnici, oppure di affidarsi ai soli appunti dei piegatori. Diminuendo la discrezionalità del fattore umano si possono ridurre i costi. Gli impatti positivi includono la riduzione dello spreco di materiale e la diminuzione del ciclo produttivo (gli operatori possono dedicarsi all’ottimizzazione degli altri cicli produttivi). In più, si velocizza il lavoro delle persone coinvolte in altri ambiti. Un altro aspetto da non trascurare è la salvaguardia della salute degli operatori, i quali, liberati dalle attività usuranti e pericolose, possono dedicarsi ad altre attività. Gli operatori possono infatti cessare le movimentazioni manuali di grandi lamiere, annullare il rischio di schiacciamento delle dita durante la fase di piega, soprattutto per pezzi molto piccoli, ridurre rischi e fatica derivanti dal cambio utensili manuale. Automatizzare, inoltre, consente di misurare con precisione l’impiego di tempo, materiale ed energia per produrre un pezzo. Questo consente di formulare preventivi più precisi ed elimina la discrezionalità del fattore umano. Quante volte capita di tarare il prezzo sulla base di operatori capaci che non sempre sono gli stessi che eseguiranno il pezzo? In aggiunta, conoscendo a priori le tempistiche, l’energia e il materiale, l’azienda può fare delle previsioni accurate dei costi e delle vendite sull’anno in corso, migliorando la gestione complessiva dei flussi di cassa. È bene sottolineare che è una falsa convinzione comune credere che la piegatura automatizzata decreterà la fine di migliaia di posti di lavoro. Si diceva lo stesso dell’avvento del PC, ma i fatti hanno dimostrato che l’introduzione di una nuova tecnologia tende ad avere più effetti positivi che negativi. L’automazione della piegatura spingerà allo sviluppo delle competenze umane. Le nuove skill spazieranno dalla manutenzione alla programmazione della macchina. Grazie al tempo recuperato, potrebbero nascere figure polivalenti in grado di svolgere più mansioni: ad esempio un laserista o un saldatore potrebbero imparare a gestire una stazione di piegatura robotizzata molto più rapidamente di una macchina manuale. Un robot non potrà mai sostituire il lavoro di un piegatore altamente specializzato, anche perché non tutto può essere automatizzato. Esistono infatti lavorazioni talmente complesse che devono essere svolte necessariamente dalla mano umana.
L’importanza dei sistemi di controllo
Per quanto avanzati, i robot di piegatura non sono in grado di capire se stanno lavorando correttamente e se il pezzo è riuscito. Per evitare spiacevoli situazioni in cui il sistema ha lavorato tutta la notte e ci si ritrova con una serie lavorata che presenta errori e incongruenze, è necessario dotarsi di sensori e sistemi di controllo della piega. Il primo è il controllo dell’angolo. È composto da un sistema di lettori laser che corrono parallelamente al banco di piega. Questa soluzione garantisce l’angolo impostato senza alcuna correzione aggiuntiva. Un altro accorgimento utile e che assicura il posizionamento corretto dei componenti è il sistema a sensori del registro posteriore. Altri dispositivi molto utili sono inseriti all’interno del banco della piegatrice e servono a rilevare e compensare le naturali flessioni dovute allo sforzo in fase di piegatura. Per esempio, il dispositivo di bombatura adattiva VICLA Clever Crowning offre diversi vantaggi: assicura grandi risultati e non richiede conoscenze tecniche approfondite; regola la compensazione senza alcuna necessità di intervento da parte dell’operatore; garantisce una piega sempre perfettamente lineare anche su materiali non uniformi (per esempio forati/asolati misti a materiale pieno). Invece, il dispositivo di controllo delle flessioni strutturali delle spalle VICLA Flex permette di mantenere la stessa profondità di piega indipendentemente dalla lunghezza del foglio di lamiera. Il CNC riceve i dati dai sensori di pressione dei cilindri, che vengono poi interpolati per stabilire la correzione da effettuare.
I limiti della piegatura robotizzata
Come per qualsiasi altro macchinario, sarebbe sbagliato pensare che una cella robotizzata di piegatura possa fare qualunque cosa. Si tratta di limiti applicativi che bisogna conoscere e approfondire prima di procedere all’acquisto del macchinario, per non ritrovarsi poi scontenti dell’investimento fatto. Se guardiamo il tema da un altro punto di vista, la domanda da farsi è: quali sono i fattori da considerare nella scelta di un impianto di piegatura automatica? Il prerequisito essenziale è che il lavoro sia ripetibile, quindi non può includere la prototipazione. Questo perché non ha senso investire tempo nella programmazione di un prodotto che verrà fatto solo una volta e mai più. Se un’officina produce regolarmente diverse parti per i clienti, invece, ecco che il programma può essere facilmente richiamato e potrebbe aver senso dotarsi di una cella robotizzata. Inoltre, per trarre il massimo beneficio da un impianto robotizzato, è fondamentale assicurarsi di massimizzare la varietà di lavorazioni che è possibile produrre su di esso. Quindi, i lavori migliori per una piegatrice robotizzata coprono una gamma di applicazioni abbastanza ampia: i lavori ripetuti ad alto volume; i lavori a basso volume che si ripetono; i lavori pesanti possono tutti avere senso. Il costo di un impianto robotizzato è certamente importante, ed è innegabile che, per lo stesso prezzo, si potrebbero acquistare una o più piegatrici indipendenti. Il grande limite di questo ragionamento, però è che, per ogni piegatrice, serve un operatore. Quando si introduce un sistema automatizzato di piegatura è possibile ottimizzare anche le risorse umane. Un operatore esperto, infatti, può gestire una piegatrice indipendente mentre monitora una cella robotizzata. Oltre alla scelta dell’attrezzo della dimensione giusta, un’officina deve anche considerare come le parti verranno rimosse dalla cella. Saranno assemblate in kit, posizionate su un nastro trasportatore, rimosse attraverso una discesa o impilate su pallet? Decisioni come queste influenzeranno i requisiti di lunghezza e larghezza della cella, e il suo costo. Infine, È un falso mito credere che basti programmare in ufficio tecnico, premere avvio e aspettare che l’impianto faccia tutto il lavoro. Si tratta di una semplificazione che non tiene conto delle variabili che entrano in gioco quando si parla di lavorazione della lamiera. Con una piegatrice classica, l’operatore può intervenire manualmente per manovrare il pezzo ed evitare eventuali collisioni. Nel caso di un impianto robotizzato, la piegatrice automatica farà solo ciò per cui è programmata, quindi la configurazione degli attrezzi deve essere precisa. Un attrezzo fuori posto, infatti, potrebbe causare danni molto ingenti. Per ogni serie è importante che l’operatore della piegatrice si assicuri che ogni parte sia al suo posto, perché il robot non può riposizionare la parte per adattarsi all’attrezzo fuori posto. In definitiva, lavorare con una piegatrice automatica robotizzata richiede una grande attenzione ai dettagli. È comunque possibile anche attrezzare le isole robotizzate con sistemi di cambio stampi automatici in modo da poter avere una flessibilità ancora maggiore.