flexible transfer machine Multi-Stazione ToolFlex Posizionandosi in una nicchia a metà strada tra le macchine transfer e i centri di lavoro, ToolFlex rappresenta una soluzione ideale per gli utilizzatori che nel contempo richiedono una buona flessibilità e lotti medi e lotti medio-piccoli. di Andrea Pagani 98 tecnologie meccaniche Marzo 2010 www.tecnologiaindustriale.it
La Macchina del Mese Carta d identità NOME qualifica Costruttore ToolFlex Flexible transfer machine multi-stazione Gnutti Transfer S.p.A. - Via Ghidoni, 187-25035 Ospitaletto (BS) Tel. +39 030 640061 - Fax +39 030 640745 E-mail: sales@gnutti.com - www.gnutti.com caratteristiche tecniche Modulo CNC Corsa Asse X mm 250 Corsa Asse Y mm 360 Corsa Asse Z mm 250 Sostentamento Cannotto Idrostatico Velocità di spostamento rapido mm/min 30.000 Velocità di spostamento in lavoro mm/min 0 30.000 Accelerazione assi m/s 2 10 Sistema di Misura Assi X / Y / Z Diretto Precisione di Posizionamento P mm 0.010 Ripetibilità media di posizionamento P s mm 0.005 Errore medio di inversione U mm 0.003 Naso mandrino ISO 40 / HSK 63 Tempo cambio Utensile (Tool-to-Tool) secondi 1.5 Motore mandrino reg. Azionamento Digitale Velocità di rotazione min. -1 0 6.000 Potenza kw 11 Tavola Girevole in Continuo (Asse B) Sistema di Misura Diretto Risoluzione 0.001 Velocità massima di rotazione in rapido min. -1 50 Velocità massima di rotazione in lavoro min. -1 50 Tempo di rotazione su 180 secondi 0.7 Coppia continuativa Nm 600 Precisione di posizionamento 8 Ripetibilità media di posizionamento Ps 4 Trasferitore Azionamento Motore Brushless Tempo di rotazione (stazione-stazione) sec. 1,8 Pallet Dimensioni mm 300x300 Portata utile sul pallet dan 70 Utenze idrauliche pallet 2 / 4 Foro di centraggio mm 110 H7 CNC Tipo CNC Fanuc 30i PC per Interfaccia Operatore / PLC Fanuc Collegamenti Fibra Ottica TeleManutenzione Sì TeleAssistenza Sì Pesi e Dimensioni Altezza mm 2.600 Area di installazione 4 stazioni mm 7.750x7.500 Peso Macchina 4 stazioni dan 25.000 Anno 1955: Gnutti comincia la propria attività in qualità di officina di servizio per la capofila di Chiari, ma da subito trova la propria vocazione nella costruzione di torni automatici per la realizzazione di particolari di rubinetteria e, successivamente, nella produzione di macchine transfer. Anno 2010: la prima macchina installata da Gnutti Transfer è tuttora operativa. Quando si parla di qualità e affidabilità, sono i fatti a parlare: in questo Gnutti si è sempre contraddistinta, sviluppando prodotti tecnologicamente all avanguardia ma con la massima attenzione all affidabilità operativa, croce e delizia degli utilizzatori di macchine transfer. L ultimo nato, il centro di lavoro multistazione ToolFlex, promette di rispettare queste aspettative, aggiungendo nel contempo alcune peculiarità adatte al mutato mercato manifatturiero. La virtù sta nel mezzo Come accennato, ToolFlex si posiziona concettualmente tra i transfer tradizionali e i centri di lavoro. Per quanto i primi abbiano guadagnato in flessibilità, si tratta pur sempre di strumenti sviluppati per produrre pezzi, anche diversi tra loro, ma comunque appartenenti alla stessa famiglia o similari in grandi lotti. Viceversa, i centri di lavoro permettono di realizzare virtualmente ogni componente lavorabile entro il volume utile, ma con tempi e costi sostenibili solo per la lavorazione di piccoli lotti. ToolFlex coniuga le esigenze di produttività proprie del transfer e quelle di flessibilità tipiche del centro di lavoro. Questo sistema di produzione offre inoltre una spiccata modularità: al pari dei transfer, infatti, può contare su una stazione di carico/scarico e altre dedicate alla lavorazione vera e propria, ma può essere configurato con tre, quattro o cinque moduli al fine di poter soddisfare le diverse esigenze in termini di www.tecnologiaindustriale.it Marzo 2010 tecnologie meccaniche 99
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ToolFlex vista da Domenico Mulinello e Giovanni Mapelli www.tecnologiaindustriale.it Marzo 2010 tecnologie meccaniche 103
Nata per la produttività ToolFlex, grazie alla concezione modulare (4, 5 o 6 stazioni), è in grado di soddisfare ogni esigenza produttiva, come la lavorazione su 5 o 6 facce del cubo in un unico attrezzamento o di eseguire in ogni stazione lavorazioni di fresatura fino a quattro assi interpolati, foratura e maschiatura. Interno del vano macchina della ToolFlex produttività e flessibilità. Ciascun modulo è applicato su un basamento monolitico a struttura a nido d ape in acciaio normalizzato e disteso: si tratta di una soluzione tipica degli impianti Gnutti, che pone grande cura nella realizzazione di ciascun dettaglio. Per assicurare una perfetta geometria tra modulo e basamento, ad esempio, l accoppiamento è garantito da piani opportunamente raschiettati. Il modulo di lavoro In piena filosofia transfer, ToolFlex consente di suddividere il ciclo di lavoro sui vari moduli; così facendo il tempo ciclo risulta ridotto in funzione del numero di moduli utilizzati e del bilanciamento delle varie operazioni. Una configurazione tipica con tre moduli rende disponibili un totale di sessanta utensili: questo permette di avere tutte le attrezzature necessarie per eseguire ogni tipo di lavorazione, o di impostare utensili gemelli per effettuare lavorazioni non presidiate. Ciascun modulo può contare su un sistema di cambio utensili indipendente a 20 posti che permette di raggiungere prestazioni di tutto rispetto (1,5 secondi). In parallelo con la lavorazione, inoltre, è possibile eseguire il controllo utensile (rottura, usura ecc.). La stazione di carico/scarico è configurabile in modo da essere asservita da un operatore o, in alternativa, da un sistema automatizzato: il controllo numerico si occuperà della gestione dei sistemi di bloccaggio con la verifica di corretta chiusura pezzo. Il cannotto progettato da Gnutti Transfer si basa sul tradizionale sistema a sostentamento idrostatico: massima rigidità, assenza di attrito e di usura permettono di ottenere una migliore finitura superficiale, un incremento della vita utensile e più in generale poter operare con parametri di taglio più spinti. Il motore mandrino è di tipo brushless digitale, capace di sviluppare una potenza di 7.5 kw al 100%; l attacco mandrino è, a scelta, di tipo ISO40 o HSK63A. Una soluzione innovativa in grado di migliorare le condizioni di lavoro è la cosiddetta Integrated Slide Technology (IST) grazie alla quale viene garantita una struttura macchina notevolmente più robusta in qualsiasi condizione di lavoro. Le guida anteriore è posizionata a ridosso del naso mandrino, così da avere una maggiore rigidità strutturale e la massima capacità di assorbimento delle eventuali vibrazioni dovute alle lavorazioni. I motori asse - ad alte prestazioni e bassa inerzia - appartengono alla performante classe Alpha di Fanuc. Le velocità di lavoro e di rapido raggiungono i 30 m/min con 1 g di accelerazione sulle corse X/Y/Z. Nel campo di lavoro ammissibile (250x250x360 mm) la ToolFlex può accogliere lavorazioni che spaziano da par- Modulo di lavoro con sistema di cambio utensile 104 tecnologie meccaniche Marzo 2010 www.tecnologiaindustriale.it
La Macchina del Mese ticolari per automotive, petrolchimico, sanitario, ecc. indipendentemente dal tipo di materiale. Malizie da transfer Tutti gli assi, compreso l asse Z (escluso ovviamente il motore mandrino) sono in presa diretta: questo permette di eliminare gli organi di rimando (pulegge, cinghie ecc.) e di ottenere maggiore velocità, prontezza di reazione e minore manutenzione. Le configurazioni macchina sono aggiornabili anche in un secondo momento e possono eseguire tutte le tipologie di lavorazioni tipiche dei centri di lavoro ivi comprese interpolazioni complesse (ad esempio filettatura conica mediante freso-filettatura). Si tratta dunque di una soluzione polivalente, adatta sia al terzista sia a quelle aziende che non troverebbero convenienza economica o produttiva in un transfer convenzionale, ma che risulterebbero innegabilmente avvantaggiate dall impiego di un Flexible transfer machine a stazioni multiple come la ToolFlex. Per quanto riguarda gli assi lineari, la possibilità di avere un doppio sistema di misura (righe ottiche / encoder) rappresenta una finezza di tipico stampo Gnutti : questo, oltre a conferire maggiore precisione, permette anche di ovviare a fermi macchina nel caso uno dei due sistemi dovesse guastarsi. «Lavoriamo con il concetto degli utilizzatori di macchine transfer. ha spiegato Giovanni Gualco, marketing manager di Gnutti - L impianto deve continuare a lavorare, le eventuali riparazioni possono essere eseguite durante i fermi programmati. Quello Sopra: Vista del vano macchina In alto: ToolFlex è in grado di suddividere il ciclo di lavoro sui vari moduli riducendo il tempo ciclo in funzione del numero di moduli utilizzati e del bilanciamento delle varie operazioni Due soluzioni in una ToolFlex si posiziona concettualmente tra i transfer tradizionali e i centri di lavoro. Per quanto i primi abbiano guadagnato in flessibilità, si tratta pur sempre di strumenti sviluppati per produrre pezzi in grandi lotti. Viceversa, i centri di lavoro permettono di realizzare virtualmente ogni componente lavorabile entro il volume utile, ma con tempi e costi sostenibili solo per la lavorazione di piccoli lotti. ToolFlex coniuga le esigenze di produttività proprie del transfer e quelle di flessibilità tipiche del centro di lavoro. www.tecnologiaindustriale.it Marzo 2010 tecnologie meccaniche 105
La carrozzeria è stata studiata nei minimi particolari in modo da agevolare gli interventi di manutenzione della ridondanza, infatti, è un must per le lavorazioni transfer, e una gradita possibilità per gli utilizzatori di questo tipo di macchina». Ma c è di più: anni di progettazione e sviluppo hanno portato all estremo questo concetto. Ogni modulo, infatti, dispone di impiantistica elettrica, idraulica e pneumatica indipendente e può lavorare a prescindere dallo stato di funzionamento degli altri moduli. Questo significa che, in caso di malfunzionamento di un singolo modulo, gli altri potranno continuare a produrre senza problemi. Il medesimo discorso è valido in caso di guasto a un pallet: l unità, in base ai comandi impostati da controllo numerico Fanuc 30i, ignorerà il pallet guasto e attenderà quello successivo. Semplice ma accurato La carrozzeria è stata studiata nei minimi particolari in modo da agevolare gli interventi di manutenzione: attraverso semplici ante scorrevoli, infatti, si ha diretto accesso all area di lavoro e all unità operatrice. Minimizzare i tempi improduttivi significa massimizzare il valore aggiunto di una operazione (la riparazione, un setup particolare ecc.) senza perdersi in complesse fasi di montaggio e smontaggio della macchina. Particolare cura e attenzione è stata riservata anche alla riduzione dei tempi di attrezzamento; grazie a sistemi di bloccaggio a doppio Twist e ad altre opzioni la ToolFlex si rivela perfettamente adatta alla produzione di lotti medio-piccoli. Per ogni stazione è disponibile una tavola girevole in continuo (Asse B) equipaggiata con sistema di misura in diretta, progettata e realizzata dalla Gnutti, interpolata con gli altri assi macchina che consente di eseguire, su ogni singolo modulo, lavorazioni anche molto complesse. Ogni tavola girevole è fissata direttamente sul basamento; il trasferimento dei pallet da una stazione all altra avviene attraverso un trasferitore. Il perfetto posizionamento e bloccaggio dei pallet, una volta terminato la rotazione, viene garantito sfruttando le prerogative dell accoppiamento Hirth. La storia del transfer Fondata nel 1955 da Quirino Gnutti, l azienda impiegò pochi mesi a individuare nel mercato delle macchine transfer la propria vocazione. Sfruttando le sinergie con gli utilizzatori, emerse subito che il gioco di squadra avrebbe portato grandi soddisfazioni a entrambi: nel corso degli anni 60 la Gnutti Transfer passò dalla realizzazione di poche macchine ai grandi numeri della produzione consolidata. Negli anni settanta, con il passaggio dalla tecnologia pneumatica a quella idraulica e con la domanda del mercato al suo massimo, Gnutti Transfer è arrivata a dare lavoro a circa 300 persone. A cavallo degli anni settanta e ottanta, precorrendo i tempi, l azienda fu tra le prime ad applicare soluzioni tecnologiche moderne, con un importante ricorso all elettronica, rivoluzionando il concetto corrente delle macchine transfer. Grazie ai continui miglioramenti tecnologici che rendono sempre più performanti e affidabili le macchine, per Gnutti si sono aperte anche le porte del settore automotive. Dapprima General Motors, poi numerosi altri marchi europei. Flessibilità e modularità hanno poi contraddistinto gli ultimi modelli progettati dall azienda bresciana, che da sempre investe per offrire un servizio migliore. Le ultime tappe del percorso di quest azienda in ordine cronologico sono state il potenziamento delle proprie risorse umane qualificate, il raggiungimento della certificazione ISO 9001:2008 e il contuinuo aggiornamento del parco macchine dei reparti produttivi. 106 tecnologie meccaniche Marzo 2010 www.tecnologiaindustriale.it