Amada, automatizzare anche i piccoli lotti

di Davide Davò

L’introduzione di un robot nell’attività produttiva è una strategia storicamente legata al concetto di alti volumi di produzione ottenuti con pochi lotti da migliaia di pezzi. Con HRB+RBR, Amada si svincola da questa idea e permette anche ai contoterzisti, la cui produzione è sempre più diversificata e composta da molti lotti di bassi volumi, di automatizzare la fase di piegatura. Con HRB+RBR Amada ha unito alla famiglia di presse piegatrici idrauliche HRB un robot antropomorfo che può essere facilmente programmato per gestire la produzione di pezzi differenti con grande semplicità. Macchina e robot dialogano tra loro e con il sistema aziendale, rendendo questa soluzione per la piegatura automatizzata efficiente e perfettamente integrata nel processo produttivo di chi la utilizza.

Energia quando serve

La fase di lavorazione della lamiera è ovviamente affidata alla pressa piegatrice HRB, che rappresenta per Amada la più recente tecnologia nell’ambito delle presse piegatrici idrauliche. Per soddisfare le esigenze del maggior numero di clienti, il costruttore giapponese propone la versione con 3 m di lunghezza di lavoro e 100 t di forza di piegatura. HRB è sviluppata secondo un concetto di risparmio energetico che sfrutta la presenza di un inverter. «La macchina idraulica – esordisce Fabio Cassinelli, tecnico specializzato nella piegatura per Amada Italia – rappresenta un prodotto storico, per Amada. HRB ne è la più recente evoluzione, ed è dotata di soluzioni tecniche che la rendono veloce, precisa e soprattutto efficiente, a partire proprio dall’impianto idraulico. La gestione dei movimenti, infatti, è affidata a un sistema elettronico avanzato che sfrutta gli inverter per ottenere velocità di discesa, piegatura e risalita importanti senza incidere però sul consumo energetico dell’impianto. Tale soluzione tecnica ci permette di ridurre la taglia delle pompe e la quantità di olio presente nel circuito, che oltre a rendere la pressa piegatrice meno energivora assicura anche una minore rumorosità e richiede pertanto una manutenzione ridotta».

Ridurre gli errori

Esigenza primaria delle aziende che lavorano con lotti di bassi volumi è la produzione senza scarti fin dal primo pezzo. Per questo motivo HRB è completata con il sistema ATC per il cambio automatico degli utensili, che gestisce un magazzino all’interno del quale sono stoccati punzoni e matrici adatti alla lavorazione di spessori compresi tra gli 0,8 e gli 8 mm, coprendo così la maggioranza delle applicazioni che caratterizzano il mercato. L’ATC è abbinato a un pacchetto software completo e funzionale, che permette di programmare sia i movimenti della macchina sia l’operazione di sostituzione degli utensili. Se a tutto questo si aggiunge una serie di sistemi per il controllo dello spessore, dell’angolo di piega in tempo reale e dei parametri di lavoro della pressa piegatrice, risulta evidente come la soluzione di piegatura sviluppata da Amada riesca a garantire il rispetto degli standard qualitativi richiesti fin dal primo pezzo lavorato. «Controllare l’angolo della piegatura in tempo reale – continua Cassinelli – è molto importante, perché il risultato finale della lavorazione può essere soggetto a molteplici fattori. In particolare bisogna prestare attenzione al ritorno elastico e alle caratteristiche meccaniche del materiale, che possono differire in maniera minima anche tra pezzi tagliati partendo dallo stesso foglio di lamiera. Correggendo i parametri di lavoro in base alle diverse risposte del materiale riusciamo a garantire la massima ripetibilità della qualità nell’intero lotto. E il sistema ATC assicura sempre l’utilizzo della giusta sequenza di utensili per uno specifico ciclo di lavoro, riducendo il rischio di errori e la necessità di riattrezzaggi».

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Bloccaggio preciso

Quanto descritto finora è già sufficiente per dimostrare come sia possibile sfruttare l’automazione per facilitare l’attività dell’operatore e ridurre in modo importante la possibilità di errori in fase di lavorazione. È però possibile compiere un ulteriore step verso l’efficientamento del processo introducendo un robot per l’asservimento della pressa piegatrice. «Con HRB+RBR – spiega ancora Cassinelli – abbiamo deciso di utilizzare un robot per alimentare la macchina. Si tratta di un antropomorfo di taglia media, con capacità di sollevamento di 50 kg per la movimentazione di lamiere con dimensioni fino a 2000 x 1000 mm. Ci siamo focalizzati su questa taglia perché secondo noi rappresenta il giusto compromesso tra prestazioni e manovrabilità: con un carico di 50 kg si può sollevare la grande maggioranza dei fogli che tipicamente troviamo nelle officine meccaniche, ma la struttura del robot rimane sufficientemente snella per consentire movimenti nello spazio anche molto complessi in modo rapido e preciso. Unità più robuste hanno un polso di dimensioni importanti, che non consentono di avvicinarsi alla zona di piegatura oltre un certo limite e quindi rendono più difficile o addirittura impossibile ottenere determinate geometrie nel pezzo finito». Il robot si muove lungo un binario di lunghezza configurabile in base alla quantità di pezzi e lotti che il cliente deve gestire. Più è lungo il binario, più si possono aggiungere postazioni di pallettizzazione per lo scarico dei pezzi finiti. La zona di carico invece rimane uguale in tutte le configurazioni, e rappresenta una delle due zone di interazione dell’operatore con tutto il sistema. L’elevato livello di automazione di HRB+RBR, infatti, richiede l’intervento fisico del personale solo per il carico della lamiera di partenza e il prelievo dei pallet sui quali il robot posiziona i pezzi finiti.

«Una volta ricevuto il segnale per l’avvio del ciclo – sottolinea Cassinelli – l’antropomorfo si posiziona nella baia di carico, preleva il foglio effettuando una serie di controlli per verificare che il materiale di partenza sia conforme e che nel sollevamento non siano stati coinvolti più fogli. Si appoggia quindi a un piano di quadratura per bloccare il pezzo tramite gripper in una posizione ottimale ed effettua un ultimo controllo di posizione sfruttando i riferimenti presenti sulla pressa piegatrice (brevetto Amada). Tale scelta tecnica assicura la più elevata precisione di posizionamento perché il controllo viene fatto direttamente sulla macchina e può essere eseguito a ogni piega. Questo perché anche utilizzando il migliore sistema di bloccaggio rimane comunque alta la probabilità che la lamiera, spesso sporca oppure unta, possa spostarsi anche leggermente, ma uno spostamento minimo può portare a pieghe non conformi».

Il robot utilizzato da Amada è equipaggiato con il sistema AGC per il cambio gripper automatico. Il software che gestisce HRB+RBR una volta rilevata la geometria del particolare da lavorare è in grado di decidere quale sia il gripper più adatto per la corretta movimentazione della lamiera. Nel caso di fogli già lavorati che presentano griglie o fori, oppure sagome complesse e irregolari, il software seleziona l’elemento di presa con le ventose adatte per dimensione e numero di elementi presenti. Inoltre, il programma può decidere all’occorrenza di disabilitare una o più ventose. Una volta individuato il gripper adatto il robot lo preleva dall’apposita rastrelliera.

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Un sistema integrato

«Per velocizzare e rendere intuitive la programmazione e la gestione dell’intero sistema di piegatura – conclude Cassinelli – abbiamo sviluppato un’interfaccia di programmazione integrata attraverso la quale è possibile controllare ogni elemento del sistema. L’interfaccia che comanda il robot è semplice e intuitiva, e permette di gestire l’unità anche senza appoggiarsi a programmatori esperti e dedicati, almeno per le operazioni che non richiedono movimenti troppo complessi e articolati. Inoltre, utilizzando un software sviluppato internamente, abbiamo la certezza che tutti gli elementi del sistema dialoghino nel modo corretto, e le programmazioni delle varie fasi risultino accurate al punto che il programma finale inviato ad HRB+RBR non necessiti di ulteriori correzioni a bordo macchina. Siamo in grado di partire dal disegno 3D del cliente, elaborarlo e generare un programma adatto per avviare la produzione senza errori fin dal primo pezzo».

Un processo più efficiente

Una delle grandi sfide del mercato moderno è rappresentata dalla ricerca della massima efficienza produttiva ottenuta attraverso la riduzione dei tempi morti di un ciclo. Nella deformazione della lamiera, infatti, la velocità di lavorazione è spesso vincolata dalle caratteristiche del materiale, e non è quindi possibile aumentare la produttività incrementando la velocità della pressa piegatrice oltre un certo limite. È quindi necessario intervenire sulle altre fasi del ciclo, con particolare riferimento alla programmazione e all’attrezzaggio della macchina, senza dimenticare ovviamente la movimentazione della lamiera. Consapevole di queste esigenze Amada ha sviluppato HRB+RBR, la soluzione di piegatura automatizzata pensata per le aziende che hanno bisogno di incrementare l’efficienza del processo produttivo senza rinunciare alla flessibilità di utilizzo della pressa piegatrice. In particolare, l’idea alla base di questo progetto è legata alla ricerca di una soluzione automatizzata capace di garantire elevata qualità di lavorazione e bassi tempi di lavorazione anche nel caso di lotti medio-piccoli. In quest’ottica, la decisione di equipaggiare la pressa piegatrice con il sistema ATC per il cambio utensili automatico e di completare l’impianto con un robot antropomorfo che preleva il foglio di lamiera, gestisce le fasi di piegatura e deposita il pezzo finito si è rivelata senza dubbio una scelta vincente. Il robot infatti può garantire sempre le stesse prestazioni nell’arco dell’intero turno di operatività della macchina, ed è in grado di passare da un lotto a quello successivo in modo immediato a prescindere dal numero e dalla difficoltà delle pieghe da eseguire, consentendo così all’azienda di valorizzare al meglio il personale affidandogli attività a maggiore valore aggiunto.

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La versatilità è di casa

Considerando l’evoluzione del mercato che abbandona i lotti di grandi dimensioni a favore di una produzione più agile, caratterizzata da cambi lotti più frequenti, risulta evidente come l’attività dei contoterzisti sia sempre più caratterizzata dalla necessità di essere reattivi e di potere riattrezzare la macchina in tempi estremamente rapidi. Un’esigenza che nel caso dei sistemi di piegatura automatizzati si estende anche alla possibilità di programmare il robot con altrettanta facilità. «Con HRB+RBR – afferma Fabio Cassinelli – è possibile organizzare e pianificare la produzione in modo semplice, a prescindere dal numero e dal volume di lotti processati. Pensiamo per esempio a un contoterzista che deve realizzare lotti da poche decine di pezzi ma deve farlo durante il turno di notte, non presidiato dall’operatore. È sufficiente programmare la sequenza dei lotti e posizionare i fogli di lamiera nella baia di carico. Il sistema porterà a termine tutta la produzione scaricando i differenti lotti nelle posizioni definite dall’operatore che ha programmato il ciclo. Discorso analogo qualora si decidesse di lavorare per kit: se devo realizzare degli armadi da officina composti da vari pannelli lavorati, posso decidere se lavorare tutti i pezzi di un tipo e poi passare al lotto successivo o in alternativa posso lavorare un pannello per tipologia e produrre un armadio alla volta, senza aspettare di avere tutti i pannelli lavorati. In aggiunta è da sottolineare come tutti i sistemi adattivi di cui è dotata HRB+RBR permettano al sistema di operare in totale autonomia anche nel caso di materiali con caratteristiche meccaniche e spessori differenti. Il risultato è un sistema automatizzato di piegatura che si adatta alle esigenze di una grande varietà di clienti attivi nei più diversi settori industriali».

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Gli occhi dell’operatore

Quando si parla di service solitamente si distinguono le attività tra prevendita e post vendita. Mentre le prime si esauriscono una volta definito l’impianto da acquistare, le seconde proseguono nel tempo e accompagnano la macchina per tutta la sua vita operativa. Ma non solo: il service è sempre di più un affiancamento all’operatore, un supporto immediato ed efficace che lo mette nelle condizioni di ripristinare il corretto funzionamento della macchina attraverso indicazioni precise e mirate. «Da qualche anno ormai – commenta Cassinelli – Amada ha presentato il servizio Amada Voce, ovvero un ufficio dedicato esclusivamente alla gestione delle problematiche segnalate dai clienti. Il successo di questo servizio è legato all’unione dei più moderni sistemi di assistenza da remoto e delle competenze degli operatori che possono fornire supporto. Ognuno dei nostri impianti è equipaggiato con un computer che rileva i dati di lavoro della macchina e li trasmette alla centrale operativa di Amada. Lo fa in modo sicuro, protetto e continuo per consentire ai nostri tecnici di monitorare lo stato di funzionamento degli impianti installati presso i nostri clienti. Con questo quadro sempre aggiornato siamo in grado di valutare e verificare le anomalie appena vengono segnalate, e di conseguenza intervenire in modo rapido avendo già delle risposte da dare al cliente. Questo aspetto è molto importante, perché in passato senza gli adeguati strumenti poteva essere complicato per l’operatore spiegare esattamente che tipo di problema avesse la macchina. La sensorizzazione delle macchine invece evita incomprensioni nel dialogo e mette il nostro personale nelle condizioni di guidare l’operatore inviandogli in tempo reale la documentazione via smartphone, o addirittura di affiancarlo negli interventi utilizzando gli appositi occhiali a realtà aumentata».