Il robot KUKA KR Agilus preleva i pezzi da inserire per la lavorazione nella camera del centro di rettifica Saacke da un portapezzi dove, in precedenza, li ha disposti prelevandoli da un pallet.
Anche per produzioni di piccole dimensioni, l’asservimento di un robot di manipolazione a macchine utensili può rivelarsi particolarmente conveniente. Lo dimostrano le applicazioni KUKA (http://www.kuka-robotics.com/italy/it/) presso Saacke GmbH & Co., produttore di rettificatrici ad alta precisione, e Merz Maschinenfabrik, costruttore di macchine da maglieria per la produzione di calze contenitive e a compressione graduata.
di Riccardo Oldani
Da uno studio condotto in Germania nel 2013 sulle necessità dell’industria manifatturiera tedesca era emerso che le imprese che basano la loro produzione sull’impiego di macchine utensili sono sempre più sottoposte alla pressione di tempi di consegna brevi, pur nell’aumento della complessità dei pezzi da lavorare. Il tutto in uno scenario in cui i prezzi stanno scendendo. Oggi, tre anni dopo, le cose non sono certo cambiate, e si assiste a come le imprese stiano cercando un approccio per rispondere a queste sollecitazioni del mercato. Da una parte, chi si appoggia perlopiù all’impiego intensivo di manodopera, magari delocalizzando la produzione, deve controllare i prezzi mantenendo basso il livello dei salari, e con la necessità di fare i conti con un elevato numero di non conformità. Dall’altra si apre la strada a un tipo di soluzione che soltanto fino a poco tempo fa era considerata impraticabile: l’asservimento, alle macchine utensili o ai centri di lavoro, di robot di manipolazione per il carico e scarico di pezzi, e per il cambio utensili.
A sinistra: particolare della doppia pinza montata sul robot KR Agilus KUKA impiegato nel centro di rettifica Saacke UW I F; a destra: KUKA KR Agilus preleva i pezzi da inserire per la lavorazione nella camera del centro di rettifica Saacke dal portapezzi dove, in precedenza, li aveva disposti prelevandoli da un pallet.
DELOCALIZZARE CONVIENE MENO
Sono diversi gli aspetti che stanno rendendo questa soluzione sempre più interessante. Delocalizzare si fa sempre meno conveniente per tutta una serie di motivi: l’aumento dei salari nei paesi di destinazione, la crescita dei costi di trasporto, le turbolenze politiche a livello internazionale spingono i produttori a preferire una filiera corta e più facilmente controllabile. A ciò bisogna aggiungere una richiesta di qualità sempre maggiore che richiede personale altamente qualificato, ancora difficile da trovare in paesi come la Cina, l’India o quelli del Sud Est Asiatico in cui la manodopera ha un costo ancora molto basso. Infine, il costo dei robot sta scendendo sempre di più e comincia a rendere interessante il loro impiego anche a supporto di centri di lavoro in aziende con piccole commesse. Lo sta sperimentando, per esempio, un produttore di robot industriali come KUKA (www.kuka-robotics.com/italy/it) che nell’ultimo decennio è riuscito a migliorare il rapporto tra prezzo e prestazione di un fattore 6.
UNA RETTIFICA MIGLIORE
KUKA, negli ultimi mesi, è stata coinvolta da due clienti in altrettanti interventi in cui macchine utensili sono state abbinate a robot, seguendo strade decisamente innovative. Il primo caso riguarda la Saacke GmbH & Co KG, che ha sede a Pforzheim, nel Baden-Württemberg. Fondata nel 1892 è un’azienda familiare con circa 200 dipendenti, impegnata nella produzione di macchine utensili e rettificatrici ad alta precisione. I suoi clienti sono perlopiù produttori di macchinari o aziende che operano nei comparti automotive e aerospaziale. L’obiettivo della Saacke era rendere più rapido ed efficiente il carico e scarico dei pezzi in lavorazione di una sua macchina, il centro rettifiche UW I F, studiato per la produzione e riaffilatura di utensili del diametro massimo di 200 mm e lunghezza fino a 270 mm. Obiettivo raggiunto attraverso l’impiego di un robot KR Agilus di KUKA in configurazione “waterproof”, per proteggerlo dall’acqua e dallo sporco.
Il centro di rettifica UW I F di Saacke, in cui si nota il piccolo robot KR Agilus di KUKA impiegato per automatizzare la fase di carico e scarico dei pezzi da lavorare.
PINZA INTELLIGENTE
Uno degli elementi centrali di questo progetto, sviluppato dai dipartimenti di progettazione, customer service e IT di Saacke in collaborazione con KUKA, consiste nella doppia pinza del robot, studiata per introdursi nella camera di lavorazione del centro di rettifica, prelevare il pezzo appena completato e inserire al suo posto quello da lavorare. Il tutto avviene alla massima velocità, secondo tempi calcolati per ottimizzare il ciclo e anche con un’elevatissima precisione, garantita dal robot KR Agilus, in grado di manipolare con i medesimi risultati pezzi che vanno dai pochi grammi di peso fino a 2,5 kg. Le soluzioni waterproof adottate per il robot, che consistono in coperture in acciaio, trattamenti per la protezione della superficie e guarnizioni supplementari all’interno del braccio, hanno lo scopo di proteggere la macchina da eventuali penetrazioni del lubrificante di raffreddamento usato per le lavorazioni (KSS) e dall’olio da rettifica. Secondo Gerhard Copp, responsabile del reparto design di Saacke: “l’integrazione tra il robot KUKA e il nostro centro di rettifica ha richiesto un importante lavoro di progettazione, non solo per adattare gli spazi interni della macchina, ma anche per sviluppare un interfaccia idoneo tra il robot e i controlli macchina. Il risultato ci ha consentito, grazie alla versatilità del robot scelto, di mettere a punto una soluzione in grado di svolgere funzioni diverse nel sistema”.
SPOSTARSI SU ROTAIA
Va nella stessa direzione di un’integrazione tra robot e centri di lavoro, ma è su scala maggiore: è realizzata dalla Merz Maschinenfabrik, che produce speciali macchine da maglieria circolari per la produzione di calze contenitive e a compressione graduata. In questo caso è stato impiegato un KUKA KR Fortec F (Foundry), un robot “pesante”, adatto per impieghi in condizioni di lavoro difficili e ad alte temperature. Il braccio robotico serve 4 centri di lavorazione, che alimenta non soltanto prelevando materiale dai pellet, ma anche spostando i pezzi in lavorazione dall’uno all’altro, secondo una sequenza ben precisa. Questo è possibile perché il robot è montato su un’unità lineare KUKA KL 1500-3 lunga 18 m. Si tratta di una sorta di rotaia lungo la quale il braccio si sposta, accedendo alle stazioni di carico e ai centri di lavoro. Per sviluppare la soluzione, Merz e KUKA hanno collaborato con l’integratore Wbt Automation e con Soflex, specializzata in sistemi di controllo della produzione. L’applicazione consente ai 4 centri di lavoro di operare ininterrottamente 24 ore su 24. La raccolta dei dati di processo e l’integrazione con la rete informatica dell’azienda consente anche di tenere sotto controllo in remoto tutte le fasi, per evitare fermo macchina, organizzare gli interventi di manutenzione preventiva e raggiungere il massimo livello di efficienza.
La versione Foundry del robot KR Fortec in azione nella stazione di lavoro realizzata per Merz Maschinenbau, dove serve 4 centri di lavoro spostandosi su un’unità lineare KUKA KL 1500-3 lunga 18 m.