Automazione personalizzata dei torni verticali EMAG

Presso Räder-Vogel, una cella robotizzata personalizzata di HALTER CNC Automation assicura il caricamento continuo dei pezzi su due torni verticali. Il progetto mostra come una soluzione quasi standardizzata possa essere convertita in un'automazione personalizzata.

Räder-Vogel fornisce ruote e rotelle per carrelli industriali, tecnologia di trasporto e di stoccaggio, industria, commercio e artigianato. Su un'area totale di quasi 20.000 metri quadrati, l'azienda produce ogni giorno più di 30.000 ruote con oltre 25 diversi materiali di rivestimento.

"La nostra produzione è divisa in tre aree. Lo stabilimento 3 è responsabile dello stampaggio a iniezione e della produzione di utensili e stampi. È qui che vengono prodotti, tra l'altro, i componenti in plastica per le nostre soluzioni. La nostra competenza principale si trova nello stabilimento 2, dove produciamo i rivestimenti per le nostre ruote. Infine, lo stabilimento 1 è la sede della produzione meccanica, dove lavoriamo più di 8.000 tonnellate di ghisa e acciaio all'anno per la produzione dei nostri centri ruota su oltre 30 centri di tornitura e lavorazione", spiega Jan Hoick, responsabile del reparto di lavorazione di Räder-Vogel.

Tempi di consegna brevi grazie alla produzione in parallelo
Il parco macchine dello stabilimento 1 comprende anche due torni verticali EMAG VL5i per la produzione di centri ruota in un processo di lavorazione bilaterale, in cui un lato di un centro ruota viene prodotto su ciascuna delle due macchine indipendenti. Secondo Jan Hoick, questa soluzione presenta vantaggi decisivi: "Lavorando entrambi i lati del centro ruota in parallelo con un tempo di lavorazione di circa 1 minuto per lato, otteniamo tempi brevi da truciolo a truciolo, perché i mandrini principali delle macchine fungono anche da stazioni di prelievo per i componenti. Inoltre, le macchine possono essere facilmente sostituite, cosa che a volte avviene più volte al giorno".

Automazione parziale con buffer di pezzi limitato
Ogni macchina è dotata di un nastro trasportatore circolante per l'alimentazione del materiale e la rimozione dei pezzi semilavorati e finiti. In passato, entrambi i torni erano collegati tra loro con un'unità di trasferimento e tornitura di EMAG per il trasferimento dei pezzi da OP10 a OP20.
Una carenza decisiva: il nastro trasportatore è stato utilizzato come deposito dei pezzi per le macchine, ma ha una capacità limitata a un massimo di otto pezzi. Pertanto, un dipendente doveva essere sempre presente in loco per caricare il nastro da una macchina per OP10 e per trasferire i pezzi finiti dal nastro della seconda macchina a OP20.

Sempre più attenzione alla robotica
"Già da tempo ci siamo resi conto che non solo la carenza di personale specializzato, ma anche la carenza di personale in generale sta diventando un problema sempre più rilevante e quindi abbiamo deciso di concentrarci maggiormente sull'automazione con i robot. Per acquisire un'esperienza importante in questo contesto, abbiamo scelto i due torni verticali di EMAG come uno dei primi progetti di automazione", afferma Jan Hoick.

L'obiettivo della soluzione proposta era quello di fornire automaticamente alle macchine un numero maggiore di pezzi rispetto al passato per la lavorazione su due lati, riducendo al contempo la quantità di manodopera precedentemente richiesta. "Per questo motivo abbiamo ricevuto diversi preventivi per soluzioni di automazione. Alla fine ci ha convinto la cella robotizzata di HALTER CNC Automation, soprattutto per il software di controllo semplice e intuitivo."

Cella standard adattata alle specifiche del cliente
In particolare, per il carico e lo scarico automatico dei torni viene utilizzato un Turnstacker Premium 25 di HALTER. Il concetto di automazione estremamente semplice della cella robotizzata è chiaro a chiunque la veda. Mentre il robot rimuove i pezzi grezzi per caricare una macchina dal buffer di pezzi configurabile individualmente nella parte anteriore, in questo caso una tavola rotante con stazioni di impilamento, i pezzi finiti che vengono restituiti dopo la lavorazione dal robot possono essere rimossi nella parte posteriore della cella e il buffer di pezzi può essere caricato con nuovi pezzi.

Per l'utilizzo sui torni EMAG, la cella robotizzata standard di HALTER CNC Automation è stata adattata alle esigenze individuali di Räder-Vogel, come illustrato dalla descrizione di Jan Hoick di una tipica sequenza di produzione: "Il robot carica continuamente il nastro trasportatore della prima macchina con i pezzi per OP10. Una volta lavorato un lato del centro della ruota, prende il pezzo semilavorato dal nastro trasportatore, lo trasporta in una stazione di inversione e lo colloca nella posizione corretta per OP20 sul nastro della seconda macchina. Lo spazio per i pezzi sul nastro trasportatore della prima macchina che si libera in questo modo viene ricaricato dal robot con un pezzo dal magazzino dei pezzi non lavorati. Infine, i pezzi finiti non tornano nella cella robotica Halter, ma vengono depositati dal robot su un europallet".

Rifornimento continuo per la produzione
La piattaforma girevole della cella robotizzata dispone di un totale di 12 stazioni di impilamento, quattro delle quali sono accessibili per il caricamento manuale nella parte posteriore della cella, dotata di una parete divisoria. Jan Hoick spiega: "10 stazioni sono permanentemente caricate con un totale di circa 50 pezzi. Ciòsignifica che ci sono sempre due stazioni libere per i nuovi pezzi, dopo che sono stati lavorati dal robot.

 Il processo di produzione vero e proprio può quindi essere completamente automatizzato, perché il robot fornisce continuamente pezzi grezzi per OP10, trasferisce i pezzi tra le due macchine e si occupa anche dello stoccaggio dei pezzi finiti dopo OP20."

Produzione non presidiata al terzo turno
Laddove in precedenza erano necessari un operatore di macchina e un ulteriore addetto alla produzione per caricare e scaricare i torni, l'addetto alla produzione può ora dedicarsi ad altri compiti in fabbrica. Secondo Jan Hoick, la presenza permanente di dipendenti alle macchine non è più necessaria: "L'operatore della macchina, che è ancora responsabile di un altro sistema, ora deve solo caricare occasionalmente il buffer di pezzi della cella robotica con pezzi grezzi, in modo che la produzione sia continua". La produzione avviene solitamente in tre turni. Prima del terzo turno, prepariamo anche il buffer dei pezzi in modo che i sistemi possano produrre completamente senza operatore fino a tarda notte".

Il sistema di HALTER CNC Automation è stato installato presso Räder-Vogel nel gennaio 2023. Jan Hoick è molto soddisfatto dell'intero corso del progetto, dalla pianificazione alla realizzazione e ai risultati: "Halter ha realizzato tutti i nostri desideri in modo rapido e flessibile e ha anche risposto direttamente a ulteriori richieste da parte nostra, ad esempio adattando la cinematica del robot a causa del riposizionamento del pallet con i pezzi finiti nell'area di produzione o dello stoccaggio dei pezzi finiti su diversi livelli di pallet. Halter, inoltre, ha sempre tenuto d'occhio la sicurezza in tutte le fasi del progetto e non ha lasciato nulla a desiderare".