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Saturday, 26 Maggio 2018

Saldatura laser “disegnata” e pulita

L’esigenza produttiva prospettata da un cliente consisteva nel saldare diversi tipi di squadrette su guide telescopiche per cassetti, caratterizzate da lunghezze differenti. Combinando tra loro i componenti, la macchina doveva essere in grado di produrre sette varianti di prodotto, ovvero sette differenti coppie di guide (destra e sinistra). Cosberg ha realizzato un impianto su misura flessibile ed efficiente, composto da una tavola rotante a quattro stazioni e da due robot antropomorfi.

di Giorgia Stella

Maggio-Giugno 2016

Composto da una tavola rotante a quattro stazioni e da due robot antropomorfi, l’impianto, progettato e realizzato interamente da Cosberg per soddisfare al meglio esigenze quali flessibilità, affidabilità, tempi ridotti e precisione, è stato consegnato al cliente nel pieno rispetto del format Cosberg Ready To Run. In totale, i componenti da assemblare sono sei: due guide telescopiche identiche su cui saldare quattro diverse squadrette (anteriori, posteriori, destre, sinistre). La peculiarità della macchina è proprio la saldatura precisa e pulita. La massima precisione è garantita da un sistema di scanner in grado di indirizzare il fascio laser, consentendo così di “disegnare” la saldatura secondo necessità. L’aspetto più rilevante riguarda però il sistema di aspirazione, completamente progettato da Cosberg, in grado di eliminare totalmente sia i fumi che i residui, assicurando la massima pulizia e i relativi vantaggi che ciò comporta.

Tutte le stazioni del processo di montaggio
Il processo di montaggio si articola in diverse fasi. La prima (Stazione 1) è la stazione di partenza e anche quella finale. Un robot (chiamiamolo Robot A), infatti, prende le guide finite e le appoggia su un nastro da cui vengono poi prelevate dall’operatore per essere confezionate. Così facendo, si liberano i posaggi sui quali lo stesso robot posiziona una coppia di nuove guide che preleva, una alla volta, da un secondo nastro su cui lo stesso operatore le ha precedentemente caricate. A questo punto la tavola ruota. La stazione successiva (Stazione 2) è un’area predisposta per il carico e lo scarico manuale delle guide, che viene perciò effettuato da un operatore e non più dal robot A. Viene attivata solo in casi particolari quali, ad esempio, il recupero di scarti “rivalutati”. Ovviamente, quando utilizzata, sono previsti tutti i sistemi necessari per rendere sicuro e comodo l’intervento dell’operatore. Nella Stazione 3, quattro autodistributori elettromagnetici a vibrazione, insonorizzati, alimentano le quattro squadrette (anteriori e posteriori, destre e sinistre) incanalandole in un nastro motorizzato. Al termine di quest’ultimo, un sensore rileva la presenza e verifica la correttezza del modello di squadretta. Un robot a sei assi (chiamiamolo Robot B) prende le squadrette, le posiziona sulle guide già caricate sul posaggio della tavola rotante e getta automaticamente i pezzi non congrui con il tipo di guida in un’apposita scatola. Se rileva tre elementi errati consecutivi, la stazione si ferma in automatico e appare un messaggio di allarme. Nella Stazione 4, specifici dispositivi posizionano le squadrette e le guide per eseguire la saldatura laser, al termine della quale la tavola ruota per tornare nella posizione di partenza.

Efficienza, flessibilità e l’apporto di un software evoluto
Su richiesta del cliente, l’impianto è stato progettato per saldare 250 coppie di guide l’ora, ovvero 500 pezzi, con un’efficienza ottima, confermata in fase di collaudo da valori vicini al 100%. Anche i tempi di installazione e messa a punto hanno rispettato pienamente le aspettative: il set-up della macchina è stato effettuato in soli due giorni e il ramp-up è stato raggiunto in una giornata. Considerata la molteplicità dei modelli da assemblare, l’impianto progettato e realizzato è altamente flessibile - con cambi di produzione che richiedono al massimo 10 minuti - e parimenti efficiente, grazie ai controlli effettuati sul modello di squadrette alimentate. Il sistema è anche in grado di riconoscere se il pezzo è stato caricato oppure no, se i posaggi sono conformi al tipo di prodotto da saldare e se il posizionamento dei particolari da saldare è corretto, evitando così sprechi e danni in caso di mancata alimentazione. Il layout è stato studiato e predisposto anche per interfacciarsi, in futuro, con un sistema di asservimento automatico in grado di rendere l’impianto ancora più produttivo ed efficiente. Inoltre, come per tutte le macchine Cosberg, sicurezza ed ergonomia sono state messe in primo piano già nella fase di progettazione. Ad esempio, è stata utilizzata una recinzione in rete metallica munita di sportelli a battente bloccati automaticamente durante il funzionamento dei robot, progettati in modo tale da garantire massima accessibilità ai dispositivi.
Infine, l’evoluto software di monitoraggio registra e archivia tutti i parametri relativi alle varie fasi di montaggio, permettendo di memorizzare le caratteristiche di ogni singolo pezzo. Il software raccoglie dati relativi a cadenza produttiva, scarti, eventuali fermi macchina e loro causa. Ovviamente, questi dati possono essere elaborati per ottenere statistiche e grafici inerenti l’efficienza in qualsiasi intervallo di tempo: informazioni preziose per chi gestisce non solo la produzione, ma anche l’azienda.

APPLICATIONS

“Drawn” and Clean Laser Welding

A customer had to weld several types of brackets onto under mount drawer slides of different lengths. By combining the components, the machine was supposed to produce seven types of products, or rather seven different pairs of slides (left and right). Cosberg manufactured a flexible and efficient custom-made plant, made of a four-positions rotary table and two six-axes robots.

Made of a four-positions rotary table and two six-axes robots, the machine, entirely designed and built by Cosberg to satisfy at the best the needs of flexibility, reliability, short cycle time and precision, was delivered to the customer in accordance with the Cosberg Ready-To-Run format. The components to be assembled are six: two full-extension slides onto which the four different brackets (front, rear, left and right) have to be welded. A particular feature of this machine is the precise and clean welding-bead. The highest precision is guaranteed by a scanner that drives the laser-beam, thus making it possible to “draw” the welding bead as needed. The most outstanding feature of the machine is the suction system for smoke and molten metal sprinkles, entirely designed and made by Cosberg. It totally removes smoke and sprinkles, thus ensuring the utmost cleanliness of the slides and therefore a smooth motion of the drawer slides.

All the positions of the assembly process
The assembly process is made of several stages. The first one (Position 1) is the starting and ending position. A robot (namely, Robot A) grabs the assembled slides and lays them onto a conveyor belt, from which the operator of the machine manually packages them. Thus it empties the jigs, in which it places - one at a time - the slides taken from a conveyer-chain, onto which the same machine operator has laid them. Now, the table rotates. The following station (Position 2) is an area meant to load and unload the slides manually instead of by means of Robot A. It is used in particular cases, for instance when rejects have to be “reworked”. Obviously, this position is conceived to make the operator activity safe and comfortable. In Position 3, four electromagnetically driven bowl feeders orient the four brackets (front, rear, left, right) onto conveyor belts. At the end of each, groups of sensors detect the presence of the bracket and check that the right one for the slide-type is being produced. A second six-axes robot (namely, Robot B) grabs each bracket and places it onto the slide-subassembly inside the jig on the rotary table. The brackets that do not comply with the slide-type being produced are dropped by the robot into a box. In case three brackets in a row are wrong, the robot stops and a clear-text alarm message is shown. In Position 4, dedicated devices bring the brackets and the slides in precise positions before they are welded together, then the table rotates to the first position.

Efficiency, flexibility and the help of a high-performance software
In accordance with the customer’s requirement, this machine has been designed to assemble 250 pairs, that is to say 500 slides in one hour, with excellent efficiency, confirmed during the acceptance test by values close to 100%. Also the installation and ramp-up schedule have been fulfilled: it has been installed in two days and ramped-up in one day. Given the variety of product-types to be produced, a highly flexible machine was designed, considering that switching from one product-type to the other requires no more than 10 minutes. Its efficiency is boosted by the automatic check of the components consistency fed to the machine with the type of product it is set-up for. The machine also automatically checks the conformity of the jigs with the type of product being produced and also checks that all the components are correctly positioned in the jigs, thus avoiding possible damages. The layout was designed in order to connect this machine with an automatic parts-supply system, thus increasing efficiency and productivity. Furthermore, as for all Cosberg machines, safety and ergonomics are at first place since the designing phase. For instance, a safety fence with interlocked doors has been installed. The doors stay locked till the robot comes to a stop and are placed so as to ensure the highest accessibility to the machine devices. Last but not least, a high-performance software monitors all the assembly phases, so that the features of each product can be recorded. Furthermore, all data concerning the performance of the machine, its stops and their origin are gathered and recorded. Obviously, these data can be used to produce statistics and graphical representations of the machine performances at any time interval: precious data for those who manage production and also for those who manage the company.

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