Macchine utensili asservite da una cella mobile in combinazione con un robot Motoman

Benvenuti nel mondo della robotica

L'automazione delle macchine utensili offre un enorme potenziale (non sempre sfruttato) per aumentare l'efficienza, in particolare per i produttori più piccoli e altamente specializzati nei settori dell'industria meccanica e delle forniture. In questo contesto, Mahlo – con un’ampia esperienza nei sistemi di misurazione, controllo e automazione - si è avventurato nel mondo della robotica con una cella di carico e scarico mobile di RILE Roboter und Anlagentechnik in collaborazione con un robot di movimentazione Yaskawa Motoman.

I pezzi grezzi vengono depositati in una stazione temporanea, quindi inseriti nel mandrino principale del tornio. Dopo la tornitura, vengono rimossi dal contromandrino, lavati e aspirati attraverso un serbatoio di scarico. Infine, i pezzi finiti vengono posizionati puliti e asciutti. Questo processo viene ripetuto molte centinaia di volte al giorno.

Ciò che avviene su questo tornio CNC, un Quick Turn 250 MSY di Mazak, è un'operazione fondamentale per il prodotto finale e alla Mahlo GmbH + Co. KG lo sanno bene. L'azienda è uno dei produttori leader a livello mondiale di sistemi di misura, controllo e automazione per l'industria tessile e di finitura, nonché per il settore del rivestimento, lamina e carta. Il centro di lavoro Mazak presso la sede centrale di Saal an der Donau, nella Bassa Baviera, è da tempo utilizzato per la produzione di componenti.All'inizio, il carico e lo scarico venivano eseguiti manualmente. Ma anche se questo sembra essere un compito monotono, dal punto di vista tecnico si è trattato di un processo complesso, difficile da automatizzare. Robert Schottenhammer, responsabile della produzione di componenti meccanici presso Mahlo, ammette: "Fino ad allora non avevamo avuto molto a che fare con i robot". Ma nel 2021 l'azienda si è messa alla ricerca di una soluzione adeguata che aumentasse l'efficienza nel caricamento del tornio. La soluzione è stata trovata presso il produttore di macchine speciali RILE Roboter und Anlagentechnik a Deggendorf, a soli 100 chilometri dalla sede centrale della società Mahlo.

Cella mobile di carico e scarico RILE

RILE ha accettato la sfida proponendo una cella di carico mobile con un robot integrato. Sin dal lancio sul mercato di questo prodotto, l’azienda ha dimostrato quanto sia semplice e allo stesso tempo altamente flessibile oggi il carico automatico delle macchine utensili. "In effetti, abbiamo dedicato molto lavoro e know-how a questa soluzione apparentemente semplice", afferma Michael Füller, Regional Sales Manager presso RILE Management + Vertriebs GmbH. "Questo è esattamente il motivo per cui la cellula è stata una storia di successo fin dall'inizio. Molti clienti soddisfatti ora la utilizzano ampiamente per caricare e scaricare le loro macchine utensili."

Il solido sistema mobile combina un telaio di base stabile, una tavola rotante caricata manualmente parallelamente alla produzione, un contenitore flessibile e un robot industriale ad alte prestazioni. "Durante la progettazione della cella, ci siamo concentrati sull'essenziale e abbiamo ridotto al minimo il numero di componenti", sostiene Michael Füller. "Abbiamo rinunciato a un sistema di visione, abbiamo limitato l'uso di sensori e altri componenti elettronici al minimo necessario e non abbiamo nemmeno dotato la tavola rotante di un proprio azionamento. Questo compito è stato assegnato al robot. Grazie a questo principio minimalista abbiamo raggiunto una disponibilità pari quasi al 100% e questo è esattamente ciò che i nostri clienti apprezzano maggiormente".

Robot Yaskawa Motoman GP25

All’interno della cella RILE è stato inserito un robot di manipolazione della serie Yaskawa Motoman GP: a seconda dell'applicazione un GP12 con un carico utile massimo di 12 kg o, come da Mahlo, un GP25 con un carico utile di 25 kg. I robot a 6 assi della serie GP (dove GP sta per General Purpose) sono progettati per conformarsi alla severa classe di protezione IP67 (protezione speciale contro la penetrazione di liquidi e polvere). Possono essere utilizzati in condizioni di lavoro difficili e sono facili da pulire.

L’ingombro ridotto e il design sottile del braccio riducono lo spazio d’installazione e il rischio d’interferenza con i sistemi periferici, aumentando la flessibilità d’installazione. L’uso dello spazio è ottimizzato anche grazie al controllo compatto YRC1000, che garantisce un'elevata precisione della traiettoria e un'elevata efficienza in un volume d’ingombro di soli 125 litri.

Attenzione ai dettagli

Il robot è montato su una base stabile e inclinata direttamente accanto alla cella, garantendo così una perfetta posizione di lavoro per le attività di carico e scarico. Inoltre, il robot e la cella formano un'unità mobile completa che può essere facilmente agganciata a qualsiasi macchina CNC con il carrello elevatore. I fori di riferimento nel pavimento di fronte alla rispettiva macchina assicurano che la cella di carico sia sempre posizionata con precisione: questa semplice soluzione garantisce il funzionamento plug & play su qualsiasi macchina utensile senza ripetute misurazioni.

La realizzazione di alta qualità della cella è evidente anche nei dettagli, a partire dalle lastre di carico in acciaio inossidabile di generose dimensioni e dallo scanner di area che rende superflua una recinzione protettiva. Senza dimenticare il controller robot Yaskawa YRC1000. "Dopo un breve periodo di apprendimento, la cella di carico può essere facilmente azionata tramite touchscreen anche da personale privo di alcuna conoscenza robotica. Questo vale anche per l'apprendimento di nuove parti, in cui l'operatore viene guidato passo dopo passo attraverso un menu autoesplicativo. La macchina utensile ha un sistema bus e i suoi parametri possono anche essere visualizzati nella visualizzazione. Il funzionamento del sistema oggi non potrebbe essere più semplice", ammette Füller di RILE.Un ulteriore grande vantaggio della cella riguarda i minimi requisiti di spazio: con le sue dimensioni di 1.600 x 1.500 x 2.400 mm infatti troverà facilmente una posizione adatta anche dove lo spazio è limitato.

Esperienza pratica a Mahlo

Come conferma il direttore dell'officina Schottenhammer, la cella di RILE lavora in modo efficiente e "senza problemi" in condizioni operative reali a Mahlo. "Finora siamo tutti molto soddisfatti." Dopo la prima esperienza pratica lo specialista ha solo elogi per il robot: "Il Motoman GP25 è un robot robusto. In particolare apprezziamo la sua precisione e flessibilità ", dice Schottenhammer."Abbiamo sempre nuove parti da produrre, e fino ad ora la programmazione o il refitting è sempre stato relativamente semplice."