VITA RINNOVATA per una linea di presse

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1 110 VITA RINNOVATA per una linea di presse PRESENTIAMO UN ESEMPIO CONCRETO DI COME UN INTELLIGENTE PROGETTO D AUTOMA- ZIONE POSSA TRASFORMARE UN ESISTENTE LINEA DI PRESSE TRAENDONE PRESTAZIONI EC- CELLENTI PER PRODUTTIVITÀ E FLESSIBILITÀ, CON UN INVESTIMENTO RIDOTTO R I C C A R D O P E R E G O L IMPIANTO Fig. 1 Panoramica di parte della linea di sette presse installata presso la I.S.A. di presse esistenti è tecnica diffusa, almeno per macchine stand alone. Lo è di meno se effettuato su intere linee. Il caso che descriviamo è raro e ha L ammodernamento visto la vera rivitalizzazione di un importante linea di sette presse che, grazie a un progetto d automazione mirato, ad attrezzature periferiche speciali e a un software adeguato, è stata messa in grado di rispondere a nuove esigenze produttive con un investimento pari a una piccola frazione di quello richiesto per una linea nuova. Vediamo da vicino questo interessante caso che, siamo convinti, desterà l attenzione dei moltissimi utenti di presse esistenti, magari datate ma ancora efficienti. Alla I.S.A. (Industria Stampaggi Ambrosiana) di Arese (MI) era installata una linea di stampaggio composta di sette presse idrauliche disposte in batteria, delle quali cinque asservite da un transfer meccanico a due assi per la produzione in automatico di due tipici elementi per elettrodomestici, da realizzarsi in grande serie. Le ultime due presse venivano invece utilizzate unicamente per operazioni di stampaggio in manuale. L impianto rispondeva bene alle esigenze della produzione per cui era stato a suo tempo concepito, ossia lotti di produzione di grossa consistenza, costanza di produzione per lunghi periodi e, quindi, limitate esigenze di flessibilità. Infatti, essendo strutturato per i due tipici pezzi da produrre in gran quantità, l impianto era spiccatamente poco flessibile poiché nella sua concezione era stata privilegiata l alta produttività ottenuta con una sequenza di stampaggio rigida. Inoltre, le ultime due presse, del maggior tonnellaggio, non potevano essere integrate nel ciclo produttivo automatico per mancanza di un di-

2 nel breve tempo di cinque mesi, ha portato alla completa trasformazione della linea. Questa, nella configurazione automatizzata, ha acquisito le doti di flessibilità e di produttività desiderate, richiedendo allo scopo un investimento drasticamente ridotto. Fig. 2 Un dettaglio del caricatore quadrotti e del manipolatore installato sulla pressa n. 1 a un capo della linea spositivo di automazione che le collegasse alle altre macchine della stessa linea. Ci spiega Paolo Locati, dell Ufficio Industrializzazione I.S.A.: «L evoluzione del mercato e delle forniture industriali, in particolare l avvento del just-in-time, ha cambiato completamente le cose: la consistenza dei lotti di produzione è oggi limitata, anche se i lotti stessi sono ripetuti nel tempo. Vi è l esigenza di non tenere scorte di magazzino (spazi necessari e immobilizzo di capitali!). È diventato così necessario inserire altre produzioni tra i lotti dei due pezzi base (che continuano a essere prodotti). Ciò creava però l esigenza di una superiore flessibilità che non era materialmente possibile con la linea nella configurazione esistente. D altra parte, la sostituzione della linea stessa con altra nuova e tale da assicurare le necessarie flessibilità e produttività avrebbe richiesto un investimento considerato incompatibile con l economia di produzione». I.S.A. aveva già avuto in precedenza modo di trasformare singole presse con l apporto di apparecchiature periferiche automatiche e, in simili operazioni, aveva ottenuto buoni risultati avvalendosi della Syndal di Trezzano sul Naviglio (MI): a quest ultima è stato quindi affidato l incarico di studiare il problema. Ha così avuto avvio una collaborazione che, IL PROGETTO Spiega Giuseppe Villa, direttore tecnico Syndal: «Obiettivo del progetto era realizzare un sistema per l automazione delle sette presse in modo da dare la massima flessibilità di funzionamento con l utilizzo di tutte le macchine insieme oppure in gruppi distinti, con numero di macchine di volta in volta diverso in funzione del numero di passaggi richiesto per i differenti tipi di pezzo». In altre parole, doveva essere possibile utilizzare le sette presse tutte insieme per la produzione di pezzi che richiedono sette passaggi, oppure utilizzarle in gruppi operanti contemporaneamente, ciascuno con numero variabile di macchine nella produzione di pezzi realizzabili con un minor numero di passaggi. Doveva inoltre essere possibile la produzione nei due sensi, ossia dalla pressa 1 alla pressa 7 e dalla 7 alla 1. Questa combinazione di caratteristiche avrebbe assegnato alla linea doti di flessibilità davvero straordinarie e la possibilità di fare fronte a praticamente qualunque tipo di produzione (naturalmente nell ambito Fig. 3 Un dettaglio del caricatore quadrotti e del manipolatore installato sulla pressa n. 7 all altro capo della linea. 111 W W W. M E C C A N I C A N E W S. C O M L A M I E R A M A R Z O

3 Tipologie di stampaggio Descrizione e gruppi di lavorozione 1 Da pressa 7 a pressa 1 2 Da pressa 7 a pressa 2; pressa 1 3 Da pressa 1 a pressa 5; da pressa 7 a pressa 6 4 Da pressa 1 a pressa 4; da pressa 7 a pressa 5 5 Da pressa 1 a pressa 3; da pressa 7 a pressa 4 6 Da pressa 1 a pressa 5; presse 6 e 7 in manuale Fig. 4 Schema della linea e delle varie possibilità di combinazione (tipologie di stampaggio). 112 MF5 MF4 MF3 Sv3 MF2 MF1 Sinistra Destra Numerazione manine per tutti i dispositivi da destra a sinistra (1-2-3) Quota Incremento da sinistra a destra Tipologia 1 Da pressa 7 a pressa 1 MF5 MF4 MF3 Sv3 MF2 MF1 Tipologia 2 Da pressa 7 a pressa 2 Pressa 1 della tipologia di pezzi ai quali la linea si presta). L ambizioso progetto è stato sviluppato in stretta cooperazione tra I.S.A. e Syndal: senza rivoluzionare la linea (le presse, infatti, non sono state spostate), applicando dispositivi di movimentazione automatica e grazie a uno specifico software, sono state rese possibili sulla linea le modalità di produzione che descriviamo facendo riferimento alla fig. 4, che illustra lo schema dell impianto e le varie tipologie o modalità di produzione: modalità 1: da pressa 7 a pressa 1 modalità 2: da pressa 7 a pressa 2; pressa 1 modalità 3: da 1 a pressa 5; da pressa 7 a pressa 6, modalità 4: da pressa 1 a pressa 4; da pressa 7 a pressa 5, modalità 5: da pressa 1 a pressa 3; da pressa 7 a pressa 4, modalità 6: da pressa 1 a pressa 5; presse 7 e 6 in manuale. Qui in sintesi, gli interventi effettuati per la trasformazione: sulle presse 1 e 7 sono stati montati caricatori per l alimentazione con quadrotti: detti caricatori consentono l entrata dei materiali dall una o dall altra estremità della linea; su ogni pressa è stato installato un manipolatore elettronico a 2 assi che provvede al carico e allo scarico dei pezzi da stampare, con quote programmabili in funzione degli stampi di volta in volta montati. Data la distanza relativamente notevole esistente tra le presse, tra le stesse sono state collocate navette

4 Tipologia 3 Da pressa 7 a pressa 6 Da pressa 1 a pressa 5 Tipologia 4 Da pressa 7 a pressa 5 Da pressa 1 a pressa Tipologia 5 Da pressa 7 a pressa 4 Da pressa 1 a pressa 3 Tipologia 6 Da pressa 1 a pressa 5 Da pressa 7 e 6 in manuale Manuale (sempre con quote programmabili) che provvedono alla traslazione dei pezzi da un manipolatore al successivo; è stata prevista inoltre una stazione di rotazione dei pezzi dato che la settima pressa è posizionata a 90 rispetto alla linea; si sono predisposti 4 nastri trasportatori per lo scarico intermedio dei pezzi stampati: essi sono facilmente posizionabili tra due presse successive in modo da accogliere ed evacuare i pezzi stampati da gruppi di due, tre o quattro presse, in funzione della modalità di stampaggio selezionata. A questo hardware meccanico di manipolazione si è aggiunto quello d automazione col relativo software. In particolare, per la supervisione dell impianto sono stati predisposti due quadri di comando con PLC e pannello operatore installati alle due estremità della linea: questi consentono la selezione della tipologia di funzionamento in funzione delle esigenze, la visualizzazione della diagnostica e la gestione degli allarmi per l intera linea sovraintendendo inoltre alla sincronizzazione dei manipolatori, delle navette, dei caricatori con le relative presse. Per ogni manipolatore è previsto un quadro di comando locale con pannello operatore per controllo assi, connesso tramite ProfiBus ai pulpiti di supervisione: questo sistema consente la rapida messa a punto, l introduzione e la memorizzazione dei programmi e delle quote dei singoli assi nonché i relativi parametri di funzionamento, la visualizza- W W W. M E C C A N I C A N E W S. C O M L A M I E R A M A R Z O

5 114 Fig. 5 Dettaglio di un manipolatore intermedio e di una navetta. Fig. 6 Uno dei due pulpiti con il PLC di supervisione dell intero impianto. zione di diagnostica e allarmi a livello locale e il comando manuale delle singole macchine. La fig. 1 mostra la panoramica della linea dopo la trasformazione, mentre le figg. 2 e 3 mostrano dettagli del sistema di manipolazione. La fig. 4 raccoglie invece gli schemi che riproducono l intera gamma di possibilità funzionali della linea stessa, ossia le varie tipologie di stampaggio. La fig. 6 infine illustra uno dei due pulpiti di comando coi PLC di supervisione che gestiscono l intera linea e gli eventuali gruppi delle singole macchine costituiti di volta in volta secondo le esigenze di produzione. È opportuno rilevare che non solo il progetto d automazione, bensì anche tutti i manipolatori e le altre apparecchiature di movimentazione sono di originale costruzione Syndal. Grazie all automazione è divenuto effettivamente possibile utilizzare le presse tutte insieme per pezzi complicati oppure in due gruppi di varia consistenza e costituiti di volta in volta per produrre contemporaneamente e in automatico due diversi pezzi meno complessi. Questo, senza altri interventi che l inserimento del software e l eventuale collocamento in posto dei nastri trasportatori per l evacuazione dei pezzi stampati dall ultima pressa di ciascuno dei gruppi di volta in volta costituiti. Conferma Franco Racchetti, responsabile di produzione I.S.A.: «La linea così trasformata risponde ora alle esigenze di flessibilità poste dalle mutate condizioni del mercato. L automazione ci è venuta in soccorso e ci ha permesso di risolvere brillantemente e in pochi mesi un problema per noi vitale». Questa linea è già stata collaudata in tutte le sue previste configurazioni e combinazioni di unità: è stata così dimostrata la validità delle scelte tecniche attuate e confermata la possibilità di dare nuova vita a impianti di stampaggio altrimenti destinati a divenire obsoleti per le mutate esigenze produttive. CONCLUSIONI Le possibilità che l automazione più avanzata offre per la soluzione di problemi di produzione sono note ma non sempre adeguatamente considerate e sfruttate. In particolare, nel settore delle presse per la lavorazione della lamiera è straordinariamente elevato il numero di macchine e linee in funzione da anni, spesso da decenni, e gestite ancora con criteri più o meno tradizionali che non permettono alle macchine di esprimere tutte le loro possibilità, specie in casi di produzione variabile. In realtà, con progetti di automazione pensati in funzione diretta delle esigenze e condotti in collaborazione con gli utilizzatori degli impianti, si può fare il miracolo e con investimenti relativamente ridotti si possono mettere gli impianti stessi in grado di affrontare con successo produzioni nuove oppure nuove modalità di produzione.