Nelissen, specialista della lavorazione meccanica, installa un robot di asservimento macchine per soddisfare i crescenti obiettivi di produzione

Obiettivo:
A causa della carenza di operatori competenti, Fijn Mekaniek Nelissen doveva trovare una nuova soluzione per soddisfare gli ordini in continua crescita.

Soluzione:
Per affrontare il problema, Nelissen ha deciso di automatizzare le operazioni di asservimento macchine sul proprio tornio Mazak Integrex 200-IV con controllo CNC. Dopo aver consultato l'integratore di sistemi Robojob, lo specialista in lavorazione meccanica ha quindi installato un robot a 6 assi FANUC e un sistema 'Integrated Robot System for Chuck Work'.

Risultato:
I robot lavorano 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, non si ammalano né si stancano e continuano a lavorare anche nel fine settimana qualora le esigenze lo richiedano. In questo modo l'operatore ha maggiore tempo a disposizione per programmare e configurare il tornio con controllo CNC e per eseguire altre attività per cui altrimenti Nelissen non avrebbe avuto dipendenti.


La carenza di personale spinge Nelissen a utilizzare i robot

DURO LAVORO E UN PO' DI FORTUNA

Fijn Mekaniek Nelissen è un'azienda specializzata nella lavorazione meccanica su macchine CNC. Le tecniche utilizzate sono tornitura, fresatura ed elettroerosione a filo. La base clienti è davvero varia. L'azienda non solo annovera diversi costruttori di macchine tra i suoi clienti, ma ha anche guadagnato una buona reputazione nei settori automobilistico e aeronautico. Oltre a questi settori, Fijn Mekaniek Nelissen esegue anche riparazioni di emergenza, qualcosa che si collega perfettamente alla elevata flessibilità che caratterizza l'azienda.

Passione per il metallo

Paul Nelissen ha iniziato a lavorare in proprio nel 1990, dopo avere lavorato come caporeparto per diversi anni. Ha iniziato con una macchina di tornitura e fresatura CNC. Come egli stesso racconta: "All'inizio, il 50% è duro lavoro e il 50% fortuna". La fortuna è stata dalla sua parte; la giovane impresa si è ampliata rapidamente fino a diventare ciò che è oggi. Senza dubbio, la formazione come contabile dell'uomo d'affari prima di fare il suo ingresso nel settore dei metalli ha inoltre garantito il giusto atteggiamento in relazione agli aspetti finanziari. Ma ciò che più caratterizza lui e la sua azienda è l'amore e la passione per un pezzo perfetto, conforme alle specifiche del cliente. "Potrebbe non sembrare speciale, ma creare un pezzo finito da un blocco di metallo, che si adatta perfettamente ai requisiti del cliente è qualcosa di meraviglioso."

Carenza di personale

Trasmette questa filosofia anche ai suoi dipendenti e in particolare agli operatori delle macchine CNC. Il fatturato di Fijn Mekaniek Nelissen cresce a una media del 10% all'anno, quindi si rende necessario un numero sempre maggiore di macchine e personale. Tuttavia, trovare persone sufficientemente motivate ad imparare questo lavoro ad alta tecnologia sembra un problema insormontabile.

OPERATORE CNC: PROFESSIONE COLLO DI BOTTIGLIA

"Oggigiorno, la percezione generale di un tornitore e fresatore è ancora quella di un uomo in una tuta sporca e impregnata di olio con trucioli metallici fino al ginocchio", afferma ridendo, ma con una buona dose di cinismo. Tutto questo in realtà è lungi dall'essere vero. Il luogo di lavoro è pulito; non sono presenti nebbie d'olio in aria e anche il rumore è assente. In breve, si tratta di un ambiente di lavoro ad alta tecnologia.

Deflusso troppo basso

La percezione erronea della professione di un operatore CNC è, tuttavia, disastrosa per i giovani che aspirano a un posto di lavoro nel settore. E la conseguenza del basso afflusso di studenti nella formazione tecnica è anche un basso deflusso. Reclutare qualcuno dal basso deflusso, motivato e intelligente e in grado di lavorare attivamente e in modo indipendente, è quasi impossibile. Paul Nelissen: "Sono necessari da due a cinque anni prima che un futuro operatore CNC sia in grado di eseguire il proprio lavoro in modo completamente autonomo. E sto parlando di una persona con una formazione tecnica".

Lavoro ripetitivo

La ricerca del personale non è l'unico problema. In seguito, è importante mantenere alto l'entusiasmo dell'operatore per il proprio lavoro e, soprattutto, rendere il lavoro stimolante. "Nella lavorazione meccanica, il piacere risiede nel collegare la teoria alla pratica attraverso la creazione di un pezzo. Per un operatore esperto, la sfida consiste anche nel configurare la macchina. Al termine di queste operazioni, quando viene avviata la produzione effettiva, il divertimento è finito". Quello che segue è il carico e scarico della macchina.

AUTOMAZIONE

Per affrontare entrambi i problemi, Paul Nelissen ha deciso di procedere con carico e scarico automatico del proprio tornio CNC Mazak Integrex 200-IV. Ha consultato l'integratore di sistemi Robojob. La soluzione, in termini concreti, è costituita da un robot FANUC a 6 assi e da un sistema IRS-CW, acronimo di ''Integrated Robot System for Chuck Work".

Descrizione dell'allineamento

La macchina fresatrice e tornio avanzata include due mandrini. Il robot FANUC si trova alla sinistra dell'apertura della macchina e l'impostazione inclinata assicura che non sia di ostacolo all'operatore. Accanto al robot si trova l'unità IRS -CW che gestisce l'alimentazione dei pezzi grezzi da tornire oltre a ricevere i pezzi finiti. Ad esempio, il robot preleva un pezzo grezzo dal rack e lo trasporta al primo mandrino (dopo che le porte si sono già aperte automaticamente). Quando le operazioni vengono eseguite in entrambi i mandrini, il braccio del robot rimuove il pezzo finito dal secondo mandrino e lo colloca nel sistema IRS-CW. Quindi il ciclo si ripete.

Braccio del robot

Il robot è un modello industriale FANUC M-120 iA, a 6 assi con costruzione integrata. Ciò significa che tutti i cavi di controllo sono integrati nel braccio per facilitare il movimento e garantire che i cavi siano sempre protetti. Anche le linee pneumatiche sono protette allo stesso modo. Il braccio è controllato da un controllo R-30A con il pannello di controllo (i Pendant) a portata di mano dell'operatore. Poiché un operatore CNC non è un programmatore di robot, Robojob ha progettato un'interfaccia specificamente per il carico e lo scarico delle macchine CNC. Questo controllo fa parte del sistema IRS-CW e costituisce il collegamento tra l'alimentazione e l'uscita dei pezzi, il robot e la macchina CNC. Il tempo di impostazione di un nuovo ciclo è sorprendentemente breve. In media, l'impostazione di carico e scarico di un nuovo pezzo richiede circa 5 minuti. Naturalmente, è possibile memorizzare i nuovi programmi creati per l'utilizzo successivo, in modo da ridurre ulteriormente il tempo di impostazione per il lavoro ricorrente. Il breve tempo di impostazione rende possibile la manipolazione automatica, anche per piccole serie.

Sistema IRS-CW

Il sistema gestisce l'alimentazione dei componenti grezzi e la raccolta dei pezzi finiti. Componenti con dimensioni diverse (diametro: da 23 a 250 mm) possono essere posizionati senza la necessità di punti specifici sulla griglia. A seconda del robot, il peso massimo del pezzo è di 50 kg. I pezzi vengono posizionati su piastre inclinate servocomandate e rimangono in posizione verticale con supporti dei pezzi regolabili. Inoltre, è fornito un vassoio di ricezione di serie per la fuoriuscita di liquido, con recupero del liquido fuoriuscito verso la macchina. Per impostazione predefinita, sul robot sono montati due organi di presa (un organo di presa per il prodotto grezzo e l'altro per il prodotto finito), dotati di sistema di cambio rapido per le pinze degli organi di presa, sviluppato da Robojob. La sostituzione delle pinze degli organi di presa richiede solo pochi secondi.

Espansione

Il sistema può essere dotato inoltre di un supporto per organo di presa e di un sistema di cambio rapido automatico per gli organi di presa completi. Il sistema IRS-CW può inoltre essere esteso mediante un semplice sistema di configurazione per il carico e lo scarico automatico degli assi. È importante sapere che il sistema IRS-CW con FANUC può essere adattato a quasi tutte le macchine CNC vecchie e nuove.

Posizionamento

Il posizionamento di questo sistema richiede due giorni ed è seguito da un corso di formazione di un giorno, dedicato all'apprendimento dei controlli del robot. In pratica, l'apprendimento richiede molto meno tempo. L'operatore di solito impara i controlli dopo un paio d'ore di lavoro.

Sicurezza

Attualmente, la configurazione descritta è protetta da un dispositivo di chiusura trasparente Troax con due porte scorrevoli sicure. Lo svantaggio è che questa soluzione richiede molto spazio. È tuttavia perfettamente possibile, e forse più importante, anche in conformità al nuovo standard del robot, escludere questo dispositivo di chiusura se sul robot è installato uno scanner laser periferico. Questo scanner analizza continuamente l'area circostante e determina se un movimento rilevato attraverserà il canale programmato del braccio del robot. In tal caso, il sistema ritarderà il movimento e, se necessario, lo interromperà. Il posizionamento di robot e impilatore, tra l'altro, non deve essere finale. Presso Fijn Mekaniek Nelissen, Robojob sta attualmente studiando la possibilità di rendere mobili il robot e le pile, in modo che la configurazione possa essere utilizzata anche per altre macchine.

VALUTAZIONE

Il prezzo non è ridotto. A seconda del tipo di robot scelto e del livello di sicurezza, l'investimento sarebbe tra i 50.000 e i 120.000 euro. La questione quindi è pesare il costo dell'automazione in relazione al rendimento. Sarà quindi dedotto un costo salariale medio di 38 euro all'ora. Per fare un confronto, il costo di una configurazione analoga varia dai 3 agli 8 euro all'ora, almeno fino a quando il robot non viene ammortizzato. Successivamente si paga solo il consumo elettrico. Paul Nelissen: "Una volta impostato, il robot svolge il proprio lavoro; non è mai malato o stanco, lavora durante il fine settimana e, se il processo di automazione viene riavviato, l'operatore passa a svolgere quello che è essenzialmente il suo lavoro: programmare e impostare la macchina CNC". Il direttore aziendale è chiaramente affascinato da questo sistema. "Presto sarà adottata una nuova macchina, con un robot, questo è certo. Non può essere altrimenti perché oggi si tratta di automatizzare o riposizionare. E la seconda opzione non mi interessa."

Prodotti FANUC utilizzati