Lean Transfer Machine Piccola. Piccoli pezzi richiedono grandi precisioni, elevata produttività e massima riconfigurabilità per i lotti meno numerosi. Tutte qualità che si possono trovare in Piccola., il nuovo transfer sviluppato da Gnutti per la produzione di componenti da barra fino a 32 mm di diametro. di Andrea Pagani 114 tecnologie meccaniche Novembre 2013 www.techmec.it
La Macchina del Mese Carta d identità NOME Qualifica Costruttore Piccola. Transfer Gnutti Transfer Spa Via Domenico Ghidoni, 187-25035 Ospitaletto (BS) tel. +39 030 640061 - fax +39 030 640745 info@gnutti.com - www.gnutti.com caratteristiche tecniche Misura del pezzo di lavoro Ø32 mm Corsa dell unità verticale X=30 mm Y=50 mm Z=75 mm Corsa dell unità orizzontale X=55 mm Y=75 mm Z=75 mm Numero di stazioni di lavoro 24 Unità orientabile 0-90 in continuo tramite CNC Asse di rotazione pezzo Verticale Capacità di rotazione e posizionamento asse C Fino a 6.000 giri/min, 0,001 Controllo numerico Fanuc 30i Velocità mandrino Fino a 24.000 giri/min Potenza mandrino 1,5 kw Refrigerazione interna utensile Fino a 100 bar Tempo rotazione torretta 0,4 Accuratezza posizionamento della torretta rotante ±2 µm Accuratezza posizionamento delle unità ±5 µm Sistema di stabilizzazione termico della macchina Disponibile Unità esterna all area di lavoro Standard HMI Disponibile Offrire una proposta completa è una valida soluzione per fidelizzare la clientela e soddisfarne le esigenze, indipendentemente dall applicazione in oggetto. È una strategia che ha pagato e che, sempre più, lo farà in futuro, ma non bisogna lasciarsi trascinare dall entusiasmo, proponendo soluzioni che si limitino a tappare un buco nel proprio catalogo. Clienti esigenti, lavorazioni complesse, mercati difficili richiedono prodotti estremamente affidabili e performanti. Da questo punto di vista, in Gnutti Transfer hanno fatto le cose per bene con la nuova Piccola. Come dice il nome stesso, questa macchina transfer è adatta a lavorare tutti quei pezzi dalle dimensioni contenute (passaggio barra massimo di 32 mm), offrendo nel contempo una serie di innovazioni di assoluto rilievo per settori estremamente competitivi come l automotive, il serraturiero, l elettronica, l orologeria, il medicale e quello dei raccordi idraulici. Un concetto nuovo Si tratta di una macchina che risponde alla filosofia della lean manufacturing, poiché accorpa al suo interno diverse fasi: dalla lavorazione vera e propria al controllo in linea, fino alla sbavatura dei particolari. Se finora il portafoglio Gnutti offriva modelli in grado di operare su pezzi con dimensioni da 90 a 300 mm, Piccola. ha ampliato la gamma a partire dai 2 mm fino, come accennato, ai 32 mm. Il concetto di lean manufacturing prevede una reinterpretazione in chiave moderna del classico transfer: anziché agire seguendo un processo lavorativo diviso tra più macchine, Piccola. è in grado di effettuare le operazioni di tornitura, foratura, fresatura e maschiatura, ma anche controllo dimensionale e sbavatura, su un unica macchina. Raggruppando il più alto numero possibile di fasi in un unica isola è quindi possibile partire da una barra e scaricare il pezzo finito grazie alla disponibilità di ben 24 stazioni ampiamente configurabili. Pezzi di queste dimensioni hanno peculiarità ben distinte da altri più grandi. Per questo all interno di Gnutti Transfer è stato condiviso un know how maturato nella gestione di processi produttivi da barra, con quello relativo alle lavorazioni di fresatura, foratura, filettatura ecc., arricchendo il tutto con un nuovo aspetto che riguarda la tornitura e la gestione di pezzi piccoli. Analizzato tutto ciò che il mercato offriva in quel range dimensionale, con una lista di requisiti obiettivo per questo prodotto, i progettisti hanno simulato alcune possibili soluzioni e hanno sviluppato alcuni prototipi degli elementi funzionali, con test operativi e di durata, riprogettando gli elementi che davano risultati non soddisfacenti per giungere infine ai componenti funzionali (gruppo tavola, unità di lavoro, sistemi di bloccaggio, architettura cnc, impiantistica, studio ergonomico, unità di gestione barra) da assemblare in un prototipo di macchina. Dopodiché, a fronte di ulteriori test funzionali e dopo le ultime correzioni, il progetto è stato validato. Poiché le macchine transfer rimangono in officina per almeno 15-20 anni, lo sviluppo di un nuovo modello prevede integrazioni continue durante la sua vita utile attraverso nuovi modelli, release migliorate ecc. A differenza di altri prodotti disponibili sul mercato, invece, con Piccola si è puntato al massimo delle performance sotto ogni punto di vista, offrendo sin da subito una macchina www.techmec.it Novembre 2013 tecnologie meccaniche 115
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Piccola vista da Domenico Mulinello e Giovanni Mapelli www.techmec.it Novembre 2013 tecnologie meccaniche 117
Piccola. risponde alla filosofia della lean manufacturing Il caricatore di barre di Piccola. altamente performante e limitando la necessità di modifiche future, escluse ovviamente quelle volte al miglioramento dell affidabilità e ai progressi tecnologici legati ai vari componenti. Infinite possibilità Partendo da barra, Piccola. può eseguire perciò operazioni di tornitura, manipolazione, lavorazioni ad asportazione tradizionali (foratura, filettatura, maschiatura ecc.) ma, grazie alla sua riconfigurabilità e all elevato numero di stazioni, è possibile effettuare anche controlli dimensionali e sbavature, in modo che l esito finale del processo possa offrire un manufatto dove, nella maggior parte dei casi, non siano necessarie operazioni successive dopo lo scarico del pezzo. Escludendo due stazioni adibite al carico e allo scarico dei pezzi, nelle restanti 22 è possibile installare differenti unità operative: in ciascuna di esse possono Piccola. è adatta a lavorare tutti quei pezzi dalle dimensioni contenute (passaggio barra massimo di 32 mm), offrendo nel contempo una serie di innovazioni di assoluto rilievo essere montate unità a 3 assi poste sopra l area di lavoro, altrettante sotto (o, in alternativa, sistemi per la tornitura del pezzo) e, radialmente, 12 ulteriori unità di lavoro. Le potenzialità della macchina sono dunque molte, consentendo all utilizzatore di pianificare al meglio il ciclo di lavoro, bilanciando le operazioni su ciascuna stazione e consentendo, in definitiva, di ottenere un pezzo finito velocemente e con le tolleranze previste. Prestazioni di punta Il fatto di avere numerosi strumenti standard, come il caricatore di barre, le 24 stazioni e le unità di tornitura in ciascuna di esse offre al cliente la possibilità di acquistare un impianto nel quale inizialmente le stazioni accessoriate possono essere solo alcune di quelle disponibili, per poi arricchire la macchina successivamente in funzione delle nuove esigenze Piccola. ma dalle grandi ambizioni per settori estremamente competitivi come l automotive, il serraturiero, l elettronica, l orologeria, il medicale e quello dei raccordi idraulici. e di nuovi pezzi. Questo non solo minimizza l investimento necessario per ottenere i pezzi desiderati, ma ne garantisce il ROI anche alla luce del fatto che in un secondo momento Piccola. potrà essere arricchita con ulteriori unità e attrezzature. La riconfigurabilità è dunque massima: Piccola. può essere usata per una certa tipologia di pezzi e, successivamente, può lavorare pezzi completamente diversi. Il basamento stesso è predisposto per accogliere un sistema di caricamento barre sviluppato ad hoc: controllato direttamente dal controllo numerico, include una stazione di troncatura e di spazzolatura, oltre a un sistema pick&place integrato che si occupa del carico dello spezzone troncato in macchina ed effettua lo scarico del pezzo finito. Il caricabarre prevede inoltre l offset automatico in funzione del diametro del grezzo da caricare ed è di tipo a inseguimento: il cambio barra richiede solo 6 secondi e lo scarto risulta pari al massimo alla lunghezza del pezzo lavorato. A richiesta, possono essere installate stazioni di ribaltamento e per la misura degli offset. La tavola è gestita da un motore torque con un alta velocità di rotazione: sono sufficienti infatti meno di 0,4 secondi 118 tecnologie meccaniche Novembre 2013 www.techmec.it
La Macchina del Mese Un particolare dell area di lavoro L interfaccia del controllo numerico di Piccola. è semplice e intuitiva Solo utensili e naso mandrino risultano a contatto con trucioli e liquidi lubrorefrigeranti, mentre tutti gli organi meccanici e cinematici sono protetti all esterno per il cambio stazione, mentre l indexaggio è preciso e ripetibile grazie alla presenza di una tripla corona Hirth. Sul fronte delle attrezzature di bloccaggio, le postazioni possono accogliere diverse tipologie di sistemi: per pezzi a rivoluzione cilindrica possono essere installate pinze stringipezzo, mentre in presenza di pezzi prismatici sono disponibili piccoli attrezzi meccanici a leva. Per migliorare l efficienza complessiva, tutte le unità operatrici sono esterne al campo di lavoro: solo utensili e naso mandrino risultano a contatto con trucioli e liquidi lubrorefrigeranti, mentre tutti gli organi meccanici e cinematici sono protetti all esterno. Pur lavorando componenti di dimensioni contenute, Piccola. è in grado di produrre una grande quantità di truciolo: l evacuazione avviene rapidamente attraverso un canale centrale, poiché è nel truciolo che risiede la maggior parte del calore prodotto dalle operazioni di asportazione, e smaltirlo velocemente significa evitare che il calore stesso possa venire trasmesso alla struttura della macchina, migliorando così la stabilità termica e la precisione complessiva dei pezzi. Piccola. dispone ovviamente di un sistema di stabilizzazione termica che prevede il mantenimento delle temperature Lean manufacturing Il concetto di lean manufacturing prevede una reinterpretazione in chiave moderna del classico transfer: anziché agire seguendo un processo lavorativo diviso tra più macchine, Piccola. è in grado di effettuare le operazioni di tornitura, foratura, fresatura e maschiatura, ma anche nel corso della giornata; il calore asportato può essere concentrato e messo eventualmente a disposizione per altre attività utili, come calore utilizzabile in altri ambienti, o trasformato con termoconvertitori in energia da reimmettere in rete. Un progetto robusto La struttura di Piccola. è in acciaio elettrosaldato e funge da base a una tavola monoblocco in ghisa, sulla quale vengono montate unità di lavoro i cui supporti sono anch essi in ghisa. Questa scelta progettuale consente di unire la flessibilità di costruzione dell acciaio elettrosaldato, accuratamente dimensionato attraverso appositi software FEM, alla capacità intrinseca della ghisa di smorzare le vibrazioni, che quindi non si trasferiscono tra le stazioni. Il risultato è controllo dimensionale e sbavatura, su un unica macchina. Raggruppando il più alto numero possibile di fasi in un unica isola è quindi possibile partire da una barra e scaricare il pezzo finito grazie alla disponibilità di ben 24 stazioni ampiamente configurabili. stato garantire tolleranze inferiori a un centesimo di millimetro, ottenendo così pezzi in qualità sin dal primo componente prodotto. Ogni mandrino può arrivare a 24.000 giri/min, indispensabili per sfruttare al meglio i moderni utensili. A richiesta è disponibile il passaggio del lubrorefrigerante a 100 bar attraverso il mandrino: anche in questo caso in presenza di fori piccoli, o con materiali legati, è utile non solo per migliorare la qualità delle operazioni eseguite, ma anche per aumentare la durata degli utensili stessi. Contrariamente a quanto avviene nelle lavorazioni di materiali convenzionali, in presenza di acciai fortemente legati o di leghe speciali l impatto economico degli utensili può raggiungere il 35-40% della spesa complessiva: qualsiasi risparmio in questo senso è www.techmec.it Novembre 2013 tecnologie meccaniche 119
Il sistema di caricamento barre è controllato direttamente dal controllo numerico e include una stazione di troncatura e di spazzolatura In Piccola., Gnutti Transfer ha inserito diverse funzioni per il risparmio e per la rigenerazione dell energia bene accetto, e un prolungamento della vita utile consente di ridurre il costo pezzo. Sul fronte tornitura, la macchina può arrivare a 6.000 giri/min: anche in questo caso, le prestazioni sono ideali per lavorare nel migliore dei modi sia sul fronte della produttività, sia su quello della qualità. User friendly In una singola cella produttiva, un team di persone può monitorare costantemente l intero ciclo, minimizzando gli effetti dovuti alle code di magazzino e riducendo gli effetti derivanti da eventuali inefficienze produttive, e, in definitiva, favorendo la responsabilizzazione degli operatori dedicati a queste celle. I progettisti di Piccola. non hanno solo pensato a come ottenere il meglio per Massima riconfigurabilità Il fatto di avere numerosi strumenti standard, come il caricatore di barre, le 24 stazioni e le unità di tornitura in ciascuna di esse offre al cliente la possibilità di acquistare un impianto nel quale inizialmente le stazioni accessoriate possono essere solo alcune di quelle disponibili, per poi arricchire la macchina successivamente in funzione delle nuove esigenze e di nuovi pezzi. il manufatto, ma anche per l operatore. Molte caratteristiche della macchina sono infatti studiate per migliorare il feeling tra uomo e macchina: oltre a una elevata ergonomia e silenziosità operativa, in Gnutti hanno sviluppato una interfaccia in grado di semplificare l operatività di una macchina che, disponendo di ben 150 assi a controllo numerico, risulta evidentemente complessa. Per questo è stata studiata un interfaccia in grado di renderne semplice l utilizzo e di capire velocemente le eventuali criticità nei processi. L interfaccia HMI (Human Machine Interface) è di tipo evoluto: già nella prima schermata del pannello di controllo l operatore può visualizzare le informazioni principali, come i livelli dei liquidi, e di intervenire per tempo grazie a soglie di preallarme che ne evidenziano l esaurimento o altre condizioni critiche. A seconda dell allarme, viene visualizzata a schermo la posizione fisica del componente coinvolto attraverso schemi e foto; da qui un tocco sul touch screen consente di visualizzare la descrizione dell allarme, le possibili cause e i rimedi previsti. Inoltre, possono essere visualizzati immagini e filmati che, come un tutorial, spiegano come risolvere il problema. Ma non solo: la macchina registra uno storico degli allarmi e presenta, nel caso il medesimo problema dovesse ripetersi, la soluzione utilizzata più di frequente per porvi rimedio. A bordo del controllo numerico sono installabili altre applicazioni, come il tool monitor, che verifica lo stato di usura degli utensili e la loro vita utile rimasta. La funzione di programmazione assistita per i part program e, in opzione, il simulatore di processo, consentono di simulare, anche durante l attività della macchina, un nuovo ciclo di lavoro che può essere testato in un ambiente 3D nel quale caricare il pezzo da lavorare, il part program Iso e osservare la macchina mentre realizza l intero ciclo di lavoro, verificando eventuali collisioni, i margini per il bilanciamento dei tempi tra le diverse stazioni ecc. 120 tecnologie meccaniche Novembre 2013 www.techmec.it
Junior Page Piccola è una macchina transfer che risponde alla filosofia della lean manufacturing, poiché accorpa al suo interno diverse fasi: dalla lavorazione vera e propria al controllo in linea, fino alla sbavatura dei particolari. Il concetto di lean manufacturing prevede una reinterpretazione in chiave moderna del classico transfer: anziché agire seguendo un processo lavorativo diviso tra più macchine, Piccola è in grado di effettuare le operazioni di tornitura, foratura, fresatura e maschiatura, ma anche controllo dimensionale e sbavatura, su un unica macchina. Raggruppando il più alto numero possibile di fasi in un unica isola è quindi possibile partire da una barra e scaricare il pezzo finito grazie alla disponibilità di ben 24 stazioni ampiamente configurabili. Pezzi di queste dimensioni hanno peculiarità ben distinte da altri più grandi. Per questo all interno di Gnutti Transfer è stato condiviso un know how maturato nella gestione di processi produttivi da barra, con quello relativo alle lavorazioni di fresatura, foratura, filettatura ecc., arricchendo il tutto con un nuovo aspetto che riguarda la tornitura e la gestione di pezzi piccoli. Il fatto di avere numerosi strumenti standard, come il caricatore di barre, Perché Junior Page Seduto sui banchi di scuola vuoi sapere come il tempo che oggi impieghi a studiare formule, diagrammi, teoremi e altro ancora, ti possa servire un domani per progettare o lavorare su una macchina utensile? Eccoti la risposta. Tecnologie Meccaniche, sensibile al dialogo con gli studenti, i tecnici di domani, pubblica una nuova rubrica, Junior Page, destinata a mettere in evidenza ogni mese, in uno dei servizi più prestigiosi, la macchina del mese, le principali caratteristiche della soluzione proposta, legandole al tuo studio quotidiano. Uno stimolo per noi e un occasione per voi studenti! le 24 stazioni e le unità di tornitura in ciascuna di esse offre al cliente la possibilità di acquistare un impianto nel quale inizialmente le stazioni accessoriate possono essere solo alcune di quelle disponibili, per poi arricchire la macchina successivamente in funzione delle nuove esigenze e di nuovi pezzi. Questo non solo minimizza l investimento necessario per ottenere i pezzi desiderati, ma ne garantisce il ROI anche alla luce del fatto che in un secondo momento Piccola potrà essere arricchita con ulteriori unità e attrezzature. La tavola è gestita da un motore torque con un alta velocità di rotazione: sono sufficienti infatti meno di 0,4 secondi per il cambio stazione, mentre l indexaggio è preciso e ripetibile grazie alla presenza di una tripla corona Hirth. Sul fronte delle attrezzature di bloccaggio, le postazioni possono accogliere diverse tipologie di sistemi: per pezzi a rivoluzione cilindrica possono essere installate pinze stringipezzo, mentre in presenza di pezzi prismatici sono disponibili piccoli attrezzi meccanici a leva. www.techmec.it Novembre 2013 tecnologie meccaniche 121