LE MOSSE INTELLIGENTI

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1 147dos :53 Pagina 100 d o s s i e r di ANGELICA LINA GRAGNANO LE MOSSE INTELLIGENTI Nella movimentazione rapida, affidabile e ripetibile di migliaia e migliaia di alberi meccanici, il robot è insostituibile, specialmente quando si può mettere in opera un vero sistema integrato capace di eseguire scelte operative. A dimostrarlo è l applicazione dei prodotti Motoman implementati nelle linee di produzione di GKN Driveline Firenze 100 meccanica&automazione o

2 147dos :53 Pagina 101 GKN, la holding inglese presente in più di 30 Paesi con oltre dipendenti, è un importante Gruppo che opera nei settori dell automobile, delle macchine per movimento terra, dell aerospace; le sue tecnologie sono presenti, molto spesso all insaputa stessa dell utente, nel cuore dei veicoli e degli aeromobili dei principali produttori mondiali. In particolare, nel campo dell auto, è tra i leader nella realizzazione di sistemi e componenti di trasmissione, nella produzione di semiassi e di parti sinterizzate, nella lavorazione dei rivestimenti a getto dei cilindri e nell applicazione di substrati di metallo per marmitte catalitiche. GKN Driveline è la divisione più importante del Gruppo; si occupa di progettare e produrre sistemi e componenti per la trasmissione, vale a dire semiassi, differenziali a controllo meccanico ed elettronico, componenti per ingranaggi. A Campi Bisenzio, alle porte di Firenze, da oltre 10 anni è attivo uno stabilimento forte di oltre 500 addetti e con un fatturato annuo di circa 120 milioni di euro. L azienda, che opera in regime di certificazione qualità Automotive e Ambientale, soddisfa le richieste di numerosi costruttori di automobili, Fiat in testa, su una gamma di prodotti che spaziano dalla grande serie ai piccoli quantitativi per modelli di nicchia; ogni anno escono dallo stabilimento oltre 2,5 milioni di pezzi. I processi comprendono lavorazioni su moderne macchine utensili e su speciali impianti di montaggio, realizzati in collaborazione con fornitori esperti. m&a APRILE

3 147dos :53 Pagina 102 Particolarmente sviluppata è l applicazione di robot all interno di isole, asserviti alla movimentazione dei pezzi tra le varie stazioni, al carico e allo scarico della macchina utensile, alla formazione di pallet in uscita. Tra i preziosi partner dello stabilimento toscano, la nota casa Motoman, attraverso la filiale italiana Motoman Robotics Italia S.r.l., ha fornito numerosi robot e ha contribuito allo sviluppo di applicazioni estremamente personalizzate, mentre altre se ne preannunciano. Motoman Robotics, divisione della giapponese Yaskawa Electric Corporation, è da molti anni presente in tutti i settori industriali; è il leader mondiale del settore robotica, con più di macchine vendute nel La gamma di Un robot UP50 N35 è asservito a un impianto di tempra: il pezzo è scaldato da 1 a 6 mm di profondità ed è raffreddato immediatamente sotto la zona di riscaldo, in modo da minimizzare al massimo eventuali deformazioni che evidentemente creerebbero problemi macchine Motoman comprende modelli per carichi da 3 a 600 kg; nel sito produttivo GKN Driveline Firenze vengono impiegati modelli di grandezza medio-piccola. La filiale italiana del costruttore nipponico è impegnata in una riorganizzazione per potenziare l orientamento verso il cliente con personale capillarmente distribuito sul territorio nazionale. Fausto Chiri, General Industry Sales Manager di Motoman Robotics Italia, precisa: L intento è di fornire un servizio mirato e personalizzato in base alle specifiche esigenze del cliente, proprio come abbiamo fatto nello stabilimento GKN Driveline Firenze. Vogliamo diventare un azienda ancor più dinamica, flessibile e orientata al servizio, dallo studio e dall analisi preliminare all istallazione, all avviamento e all assistenza post-vendita. Inoltre, questa evoluzione prevede lo sviluppo di sinergie con i migliori System Integrator e progetti di ampio respiro in collaborazione con importanti società internazionali. Tra i preziosi partner di GKN Driveline Firenze figura Motoman, attraverso la filiale italiana Motoman Robotics Italia S.r.l., che ha fornito numerosi robot e ha contribuito allo sviluppo di applicazioni personalizzate SISTEMI PROGRAMMABILI Progettare e costruire prodotti eccellenti per la trasmissione, supportati dal miglior servizio al cliente; questa è la missione di GKN Driveline Firenze. Marco Gronchi, Manufacturing Engineering Manager dell azienda toscana, rivela: Siamo stati tra i primi a installare i robot Motoman nella zona europea del Gruppo, che per tradizione finora aveva preferito costruttori del continente, ma eravamo a conoscenza della loro particolare diffusione nei nostri stabilimenti dell area asiatica. Un nostro fornitore ci GKN Driveline è la divisione più importante del Gruppo GKN; si occupa di progettare e produrre sistemi e componenti per la trasmissione, vale a dire semiassi, differenziali a controllo meccanico ed elettronico, componenti per ingranaggi 102 meccanica&automazione

4 147dos :53 Pagina 103 d o s s i e r Altro prodotto Motoman con cui GKN Driveline Firenze ha implementato le proprie linee di produzione è il robot UP50 N35, nella versione a braccio lungo da 50 kg di portata ha proposto il loro impiego in una nuova cella con tre stazioni di lavoro; siamo stati molto soddisfatti sia del prodotto, sia del servizio reso dalla filiale italiana di Motoman, che ci ha assistito con perizia e disponibilità nella loro implementazione in linea. La materia prima in ingresso è l albero formato a freddo o su barra trafilata; su di esso sono calettati i giunti con diverse specificità a seconda della posizione, dato che quelli sul lato cambio sono sensibilmente diversi da quelli sul lato ruota. Altri componenti sono le cuffie di protezione per proteggere la lubrificazione in diversi materiali termoplastici. L introduzione del robot in azienda risale già a 30 anni or sono: sia allora, sia oggi, il suo utilizzo è ideale dove sussistono attività fortemente ripetitive con grandi numeri, magari in presenza di pesi da movimentare di una certa importanza. In molti casi occorre prelevare, girare, posizionare in macchina pezzi di kg; apparentemente sembrano pochi, ma si rivelano presto un forte ostacolo alla produttività, se devono essere sollevati e riposti per tutto il giorno da un braccio umano. Maurizio Nencini, responsabile della Tecnologia Specialistica della sede toscana, ha assistito da protagonista a tutto l iter di automazione, dalle prime rudimentali macchine idrauliche fino ai primi robot antropomorfi. Secondo lui, Il robot è stato fondamentale nella storia della fabbrica; anzi, per tutti gli anni 80, quando lo stabilimento era ancora Fiat a tutti gli effetti, l automazione era ancora più spinta. D altronde nel passato con i vecchi sistemi di programmazione il robot era conveniente solo con produzioni in grandi numeri e con componentistica molto simile. Oggi, operando per vari costruttori con una gamma di modelli sempre più differenziata, anche all interno di ciascuno di essi, ci troviamo alle prese con taglie, tipologie e grandezze anche molto diverse tra loro. Comunque abbiamo in previsione di implementare sistemi più flessibili, superando la semplice movimentazione, cioè una sequenza ordinata nella quale da una postazione si passa a un altra, magari ruotando il pezzo, ma compiendo operazioni sempre ripetitive. Abbiamo invece bisogno di un contenuto di intelligenza crescente, che permetta, per esempio, di riconoscere quale pezzo di quale famiglia si presenta all ingresso e di UNA SPECIALIZZAZIONE DI LUNGA DATA GKN Driveline Firenze è inserita nell organizzazione Sud Europa dell omonimo gruppo. La sua presenza nel capoluogo toscano inizia nel 1994 con l acquisto di uno stabilimento Fiat dedito alla lavorazioni di alberi e giunti che ha operato nell area di Novoli dal In pratica la produzione è stata mantenuta dalla precedente attività legata univocamente alla fornitura di Fiat, anche se ha subito qualche ovvia evoluzione, dato il cambio di proprietà. Fondamentalmente la trasmissione del moto è rimasta al centro dell attività, così come è rimasta pressoché inalterata la tecnologia e la gamma di prodotto. Nell ambito della specializzazione dei vari siti produttivi, il Gruppo GKN ha concentrato nello stabilimento toscano, che è in assoluto una delle più grandi realtà produttive dell intera provincia, la realizzazione di giunti scorrevoli nelle configurazioni di disco e monoblocco. Il giunto è il componente che trasmette la coppia motrice tra organi di collegamento: a Firenze vengono costruiti componenti la cui caratteristica principale è di avere libertà angolare e anche di scorrimento; il movimento assiale si verifica nel giunto lato ruota proprio per assorbire le oscillazioni della ruota stessa (sobbalzi, sterzate). Un altra specialità è la lavorazione di semialberi e semiassi, componenti che nell automobile servono a trasmettere la coppia motrice alle ruote. Sono ottenuti in oltre 100 tipologie dall assemblaggio del semialbero vero e proprio con altri componenti (giunti) provenienti dallo stesso stabilimento, ma anche da altri siti produttivi del Gruppo. m&a APRILE

5 147dos :53 Pagina 104 Nella linea ad alta flessibilità, in cui passano semialberi di varie dimensioni, sono impiegati tre HP6S da 6 kg al polso di portata. L ultimo, a fine linea, sistema in un apposita area i pezzi in attesa di essere rullati nell ultima macchina dell isola conseguenza effettuare scelte operative per il montaggio appropriato, ovvero prelevare un componente piuttosto che un altro e metterlo in una posizione piuttosto che in un altra. In effetti la tecnologia del robot si è evoluta, come era lecito aspettarsi, e possiamo oggi realisticamente immaginare di impiegare in futuro il robot anche per il montaggio in linea. Tuttavia qualche implementazione di intelligenza è già presente nello stabilimento Fiorentino. È il caso di una linea ad alta flessibilità in cui passano semialberi di varie dimensioni: il robot è capace di riconoscere la loro lunghezza e in funzione di questo parametro colloca opportunamente il pezzo all interno del tornio cui è asservito. In quest applicazione non viene eseguito il cambio tipo, cioè i pezzi possono essere caricati in assortimento, connotando l isola con caratteristiche di grande flessibilità; l automatismo sa dove e come afferrare il componente e posizionarlo in uscita. Due robot HP6S a identica funzionalità, da 6 kg al polso di portata, sono impiegati in questa isola. Un terzo, alla fine della linea, si incarica di aumentare ulteriormente la flessibilità: i pezzi che non riescono a essere rullati nell ultima macchina vengono immagazzinati in un apposita area di parcheggio (buffer). ALTA PRODUTTIVITÀ In un altra installazione, il robot UP50 è capace di comporre il pallet di uscita dall isola, alternando l orientamento dei pezzi in base al vassoio di scarico, vale a dire un preformato destinato ad accogliere i preziosi componenti finiti, fino a formare un pallet completo. La presenza di una serie di fori sul vassoio stesso consente al robot di identificare la posizione giusta. Inoltre il sistema è dotato di due diverse attrezzature e può manipolare sia il pezzo sia il preformato. Maurizio Nencini specifica: È stato realizzato un programma che permette al robot di attingere al magazzino quando la scorta corrente di vassoi risulta esaurita. Il software è stato sviluppato in stretta collaborazione con i tecnici Motoman per adattare la macchina alle nostre esigenze. Il Controllo NX100 permette di gestire simultaneamente fino a 36 assi controllati; in alternativa può pilotare in modo sincrono fino a quattro robot contemporaneamente. Motoman Robotics è in grado di integrare i propri prodotti per Il Controllo NX100 sviluppato da Motoman permette di gestire simultaneamente fino a 36 assi controllati; in alternativa può pilotare in modo sincrono fino a quattro robot contemporaneamente 104 meccanica&automazione

6 147dos :54 Pagina 105 d o s s i e r Motoman Robotics è in grado di integrare i propri prodotti con dispositivi di sicurezza che rispondono alla normativa vigente, come il grigliato che protegge le macchine e il personale addetto proporre isole attrezzate in cui sono implementati anche tutti i dispositivi di sicurezza per rispondere appieno alla normativa vigente. Il grigliato che protegge le macchine, per esempio, impedisce l accesso all interno della cella quando il lavoro è avviato; dove ci sono varchi che devono rimanere aperti per garantire il passaggio dei pallet, sono installate barriere fotoelettriche che interrompono immediatamente il movimento del robot se qualcuno inavvertitamente dovesse oltrepassarle. Comunque, è la stretta cooperazione con i System Integrator a garantire al cliente la soluzione più adeguata, potendo contare sugli elementi d eccellenza degli specialisti per ogni settore applicativo, rendendo i robot capaci di prestazioni ottimizzate. Un robot UP50 N35 è asservito a un impianto di tempra: il pezzo viene scaldato da 1 a 6 mm di profondità ed è raffreddato immediatamente sotto la zona di riscaldo, in modo da minimizzare al massimo eventuali deformazioni che evidentemente creerebbero problemi. Data la grandezza della macchina utensile, è stata installata la versione a braccio lungo del modello da 50 kg di portata, che in questa occasione, pur conservando la meccanica d origine, vede la capacità di carico ridotta a 35 kg, comunque più che sufficienti per l applicazione. Gli alberi arrivano in una determinata posizione, in modo che il robot sappia dove prelevarli per sistemarli nell impianto di tempra. Al termine del ciclo di tempra ad induzione il componente viene preso e scaricato; così il ANCORA PIÙ ANTROPOMORFO Molti nuovi modelli di robot sono stati presentati recentemente presso il quartier generale Motoman Robotics in Giappone. Alcuni sono assolutamente innovativi poiché disegnati per coesistere con l uomo. Il modello IA20, per esempio, è un robot con un solo braccio e 7 assi controllati; grazie alla grande flessibilità e alle sue dimensioni compatte, è in grado di svolgere azioni finora possibili solo a un braccio umano. Il modello DA20, invece, è un robot a due braccia per un totale di 13 assi controllati: dotato di un motore extra-leggero, esso sembra riprodurre in modo impressionante il busto umano e si muove esattamente come questo. ciclo ricomincia. Grazie a questo automatismo si raggiungono alti livelli di produttività dell impianto. L isola si rivela di grande utilità soprattutto per il fatto che rappresenta un classico processo in linea. Non c è necessità di distogliere i componenti da una linea in cadenza e portarli altrove per sottoporli a tempra: questo ci offre il massimo vantaggio perché non viene turbato l equilibrio produttivo della linea, conclude Nencini. m&a APRILE