Energoinwest SERWIS si avvale dei robot ARC Mate 100iC per la produzione di massa di taglienti di estrazione

Obiettivo: automatizzare la produzione di taglienti di estrazione in loco presso una miniera di carbone a cielo aperto in Polonia.

Soluzione: riassegnare i tre saldatori manuali precedentemente addetti alla produzione dei denti ad altre attività di saldatura e utilizzare i robot FANUC ARC Mate 100iC per saldare i denti di ricambio in modo efficiente rispetto agli standard di estrazione.  

Risultato: passando dalla saldatura manuale a quella robotizzata, la produzione dei denti è aumentata da 30 a 70 unità al giorno. I livelli di ripetibilità e qualità della saldatura risultano notevolmente più elevati poiché gli ARC Mate sono più precisi dei saldatori manuali e assicurano risparmi sui materiali.


Energoinwest SERWIS

Energoinwest SERWIS estrae lignite utilizzata principalmente come carburante nelle centrali elettriche Pątnów I, Pątnów II e Konin. La prima stazione di saldatura robotizzata nella miniera di carbone fu commissionata nel 1992, alla quale si aggiunsero altri robot negli anni successivi. Grazie alla robotizzazione, la miniera è riuscita ad automatizzare con successo la produzione di alcune parti meccaniche soggette a particolare usura durante l'estrazione del carbone e quindi da sostituire frequentemente. In questo modo, è stato possibile semplificare la fornitura di taglienti per lo sbancamento, con un notevole impatto sulla continuità dell'estrazione. Il case study seguente si basa sulle informazioni ottenute da Stanisław Nożewski, responsabile del reparto P-2 di Energoinwest SERWIS.

Come vengono utilizzati i robot nell'estrazione del carbone?

Ovviamente in modo indiretto. Per estrarre il carbone dobbiamo prima rimuovere il terreno di copertura, ovvero il terreno sovrastante il deposito minerario. A questo scopo, utilizziamo gli escavatori. Gli escavatori sono provvisti di ruote a tazze con angoli o denti per rompere il terreno raccolto nelle tazze. Abbiamo automatizzato la produzione dei denti (denominati internamente denti sostituibili ZWN-1 e ZWN-1M). Questo ci ha consentito di aumentare flessibilità e ripetibilità della produzione. Abbiamo anche riscontrato una riduzione delle esigenze di materiali di saldatura.

Per quanto riguarda la flessibilità della produzione, i robot utilizzati (FANUC ARC Mate 100iC) offrono capacità di memorizzazione per un numero elevato di programmi. Pertanto, se vogliamo modificare solo il tipo di componente prodotto (ad esempio il dente corto ZWN-1 o il dente lungo ZWN-1M), è sufficiente che l'operatore selezioni un programma idoneo cambiando la posizione di uno switch.

Parlando invece di ripetibilità della produzione, i robot applicano sempre un'identica saldatura esattamente nella medesima posizione. La saldatura manuale spesso non garantisce ripetibilità e qualità sufficienti e implica quindi spesso la necessità di apportare correzioni. Questo comporta sprechi di tempo prezioso e costi non necessari che di fatto riducono l'efficienza della produzione.

L'automazione ha anche ridotto il numero di saldature eccessivamente spesse che possono verificarsi operando manualmente. Un saldatore in genere tiene conto di un margine di sicurezza per ciascuna saldatura effettuata, utilizzando quindi più materiale del necessario. I robot sono più precisi ed efficienti nell'utilizzo dei materiali, il che significa risparmi notevoli.

Oltre ai risparmi, in che modo l'automazione del processo di produzione influisce sull'efficienza dell'impianto?

Produciamo circa 25.000 denti all'anno. Per una produzione del genere erano normalmente necessari da tre a quattro dipendenti. Ora utilizziamo due robot in grado di produrre lo stesso numero di denti, con la differenza che per farli funzionare è sufficiente una sola persona. Vorrei anche sottolineare che l'efficienza di questi robot è molto elevata. Un lavoratore è in grado di saldare fino a 30 denti al giorno, mentre un robot può arrivare a 70, ovvero più del doppio.

I robot nel nostro impianto operano secondo un sistema a due turni, per un totale di sedici ore al giorno. Non hanno bisogno di pausa pranzo, non si ammalano e non richiedono previdenza sociale. Lavorano e basta. Di conseguenza, non ci sono rischi di fermo produzione delle operazioni minerarie a causa della mancanza di denti di ricambio.

Questo significa che l'adozione dei robot nella vostra azienda ha determinato una riduzione dell'occupazione?

In primo luogo, vorrei sottolineare che non abbiamo mai avuto personale ridondante, al contrario non disponevamo di manodopera sufficiente per il lavoro. In precedenza, dovevamo presidiare le postazioni di saldatura manuale con dipendenti aggiuntivi per mantenere i livelli di produzione. Tuttavia, venivano aggiunte costantemente nuove attività e rimanevamo indietro con il lavoro. I due robot installati ci hanno liberati da un considerevole carico di lavoro. Li abbiamo programmati per saldare i taglienti e abbiamo destinato i dipendenti ad altre attività quali la saldatura degli angoli. Di conseguenza, entrambi i processi sono diventati più rapidi.

Non solo abbiamo evitato licenziamenti, ma al contrario i nostri lavoratori hanno tratto beneficio dall'implementazione dei robot. Occorre notare che la robotizzazione della produzione dei denti ha aumentato il livello generale di sicurezza nel nostro reparto. Attualmente, le nostre postazioni sono provviste di cappe che aspirano i fumi di saldatura. Con le stazioni di saldatura manuale, la rimozione di questi fumi era molto più difficile. Ora gli operatori delle postazioni robotizzate non sono esposti a radiazioni ultraviolette o infrarosse. I robot ci hanno consentito di sollevare i lavoratori non solo da processi difficili e faticosi, ma anche di toglierli da ambienti di lavoro estremamente pericolosi per la loro salute.

Ci sono ovviamente vantaggi anche per il management. Se i nostri robot sono pienamente operativi, possiamo essere certi che eseguiranno le attività programmate. Se, come nel caso della nostra miniera, il reparto addetto alla manutenzione richiede 200 taglienti per il giorno successivo, abbiamo la certezza quasi al 100% che saranno disponibili. Un robot non si ammala ed è presente in loco continuamente.

L'attuale esperienza con i robot vi incoraggia a compiere ulteriori investimenti in questo tipo di attrezzature?


Prevediamo di acquistare altri due robot. Almeno due, perché non sappiamo per quanto dureranno i robot più vecchi risalenti agli anni '90. Se dovranno essere sostituiti, sicuramente ne acquisteremo di più.

Vorrei inoltre chiarire che noi non nutriamo timori nei confronti di un'ulteriore robotizzazione e siamo soddisfatti di aver deciso di adottarla. I robot FANUC operano in modo affidabile dal 2009. Sono pienamente funzionanti ed esenti da guasti. Inoltre, abbiamo una notevole esperienza con l'implementazione e il funzionamento dei robot. L'aspetto più importante, tuttavia, è che l'investimento nelle stazioni di saldatura robotizzata viene recuperato molto rapidamente in caso di produzione di numerose unità e di elevata richiesta di pezzi. Abbiamo maturato un utile sull'investimento in appena un anno.


Prodotti FANUC utilizzati