Velocità e precisione spinte all’estremo

Piccoli tubi di grande importanza

La nuova linea è finalizzata alla produzione di un nuovo articolo, la cui produzione di serie prenderà il via ad inizio 2023. Si tratta di una coppia di tubi che fa parte del circuito DPF (filtro antiparticolato diesel), grazie ai quali è possibile rilevare la differenza di pressione sulla tubazione di scarico dei motori, per permettere alla centralina di controllo motore di monitorare costantemente il livello di intasamento del filtro DPF ed attuare le specifiche strategie di rigenerazione.

Il risultato finale della lavorazione attuata sulla linea sono dei tubetti in acciaio inossidabile di diametro 8 x 1 sagomati e dotati di ogive di testa e monta-gomma. Ciascuna coppia comprende due tubi non omogenei - uno più lungo, dotato di 7 pieghe, e uno più corto con 6 pieghe.

Dal coil al prodotto finito

La linea è lunga più di 20 metri e prende avvio con un gruppo di svolgitori, che si occupano di svolgere il tubo grezzo dai coil e di inviarlo ad una prima stazione di raddrizzatura e taglio a misura, per ricavare i segmenti delle dimensioni necessarie. 

Si passa poi alla sbavatura, necessaria a rifinire le aree di taglio, quindi i tubi passano a due stazioni di deformazione di testa, costituite da presse frontali gestite con assi elettrici che vanno a creare le deformazioni per il portagomma da un lato e per la tenuta piatta dal lato opposto. I tubi vengono quindi smistati su 3 curvatubi ad asse verticale che possono gestire in modo dinamico sia i tubi corti sia quelli lunghi.

Dopo la curvatura, i pezzi vengono prelevati e depositati su di una catena che li porta, in immersione, in una lavatrice ad ultrasuoni a bagno sommerso. All'uscita da questa lavatrice vengono posizionati sotto ad un sistema di visione per i controlli della dimensione dell’ogiva portagomma e della tenuta piatta, infine sono smistati: i lunghi in appositi contenitori di raccolta, mentre i corti vengono messi su di un tappeto e veicolati fuori dalla linea per venire rifiniti con la saldatura manuale di una piastrina.

Movimentazione, compito da robot

Per rispondere ai requisiti di produttività e rendere possibile la gestione dell’intera linea da parte di due soli operatori, tutta la movimentazione tra le diverse stazioni della linea avviene tramite robot Motoman Yaskawa. Un GP7, scelto in base al suo ingombro contenuto, alimenta la sbavatrice, che è collocata in uno spazio molto ridotto, mentre quattro GP12, caratterizzati da uno sbraccio più esteso, provvedono a movimentare i pezzi tra le stazioni successive. I robot sono anche l'unica parte commerciale finita della linea prodotta, mentre tutte le altre macchine sono state costruite da Martoglio S.r.l..

“Non abbiamo incontrato particolari difficoltà dal punto di vista della robotica” racconta Roberto Martoglio, Presidente e Amministratore Delegato dell’azienda. “Tempo fa abbiamo deciso di formare del nostro personale interno per programmare i robot, con l’obiettivo di fornire al cliente un servizio di alto livello, tanto in fase di programmazione quanto nel post-vendita. E posso tranquillamente affermare che, una volta programmati in modo corretto, i robot Yaskawa sono una sicurezza.”

T.Erre impiega già diversi robot Yaskawa nelle proprie linee di produzione e quindi conosce bene la macchina, ma anche se così non fosse stato, non si sarebbero posti particolari problemi, sia per la semplicità di programmazione offerta dal controller YRC1000, sia per via della modalità di produzione prevista. “Si tratta di una linea che nasce per lavorare un solo tipo di prodotto e che lavorerà su 3 turni sempre lo stesso prodotto quindi, una volta scritto e perfezionato il programma da parte dell'integratore, sarà sempre il medesimo programma ad essere utilizzato”, spiega ancora Martoglio.

Produttività ai massimi livelli

Ci troviamo infatti davanti ad un’applicazione in cui la produzione in serie è spinta ai massimi livelli, con tempi ciclo strettissimi e margini di tolleranza ferrei. I due requisiti di base erano infatti che la linea fosse in grado di produrre una coppia di tubi finita ogni 20 secondi e che fosse in grado di lavorare su tre turni per sette giorni a settimana, per poter produrre un numero molto alto di pezzi all'anno. Qualsiasi incremento, anche minimo, del tempo ciclo medio, comporta quindi variazioni notevoli di output annuo. Per questo, l’attività di curvatura dei tubi - la più delicata ed onerosa in termini di tempo - viene realizzata tramite tre macchine gemelle, tutte dotate dei programmi necessari alla gestione sia dei tubi lunghi sia di quelli corti. E’ il PLC master che decide come instradare i singoli pezzi e quali lavorazioni avviare per ciascuna postazione, così da evitare rallentamenti. 

Va da sé che in questa situazione, la scelta di un modello di robot antropomorfo fosse l’unica opzione veramente efficace. “Oggi capita molto spesso che i Clienti ci chiedano di utilizzare dei cobot, sia perché è un tema molto caldo e di moda, sia per rientrare nei parametri utili a poter usufruire delle agevolazioni concesse dallo Stato. Il cobot è una grande invenzione ma è gioco forza molto più lento. Sicuramente in applicazioni di questo genere, dove i tempi ciclo sono molto stretti e sono necessarie manipolazioni con tanti gradi di libertà, l’antropomorfo tradizionale è ancora la soluzione ideale” spiega Martoglio.

Per rispettare i requisiti, i robot dovranno lavorare ad una velocità media pari a circa l’80% di quella nominale, ovviamente senza intaccare la precisione delle lavorazioni. La tolleranza di curvatura tra l'inizio e la fine dei pezzi è entro pochi decimi di mm e le macchine sono state quindi create per essere estremamente precise, ma qualsiasi discrepanza nella loro alimentazione potrebbe provocare un superamento della soglia limite. I robot della serie Motoman GP danno ottime garanzie in proposito, grazie ad una ripetibilità di ±0.01 mm secondo ISO 9283. “Abbiamo una lunga esperienza con i robot Yaskawa ed abbiamo potuto sperimentare che la ripetibilità dichiarata dal produttore è sempre stata molto affidabile” conclude Martoglio in proposito.

A pieno regime la nuova linea sarà un esempio di produzione in serie di grandi lotti di pezzi, estremamente veloce, precisa e affidabile.