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Sunday, 19 Novembre 2017

L'Industria 4.0 nel tool management

Codici di identificazione per portautensili come base per un tool-management trasparente nell’Industria 4.0. È questa la soluzione proposta dal produttore tedesco SCHUNK, che ha lanciato anche nuovi sistemi portautensili indicati per la costruzione di stampi.

di Alberto Marelli

Marzo 2017

Nel contesto dell’Industria 4.0, un tool management trasparente è uno dei temi centrali per lo sviluppo di una produzione interconnessa. SCHUNK intende favorire attivamente questo cambiamento attraverso l’uso di codici di identificazione univoci, Data Matrix, per portautensili. Oggi è infatti possibile ottenere la singola codifica laser di tutti i portautensili SCHUNK. Come parte integrante dell’iniziativa verso Industria 4.0, l’azienda tedesca offre codici Data Matrix identificativi nei portautensili a serraggio poligonale TRIBOS e in quelli a espansione idraulica TENDO, ad eccezione di TENDO E compact.

Digitalizzare il tool management
SCHUNK intende porre le basi per la digitalizzazione del tool management, mediante l’uso della tecnologia digitale, sostituendo le tradizionali etichette stampate con codici high-tech. In futuro, i portautensili saranno identificati univocamente attraverso un codice e successivamente collegati, indipendentemente dal produttore, con i corrispondenti database dei diversi fornitori.
Sfruttando la condivisione dati di alto livello mediante cloud, gli utenti potranno ottenere informazioni precise riguardo le posizioni, i portautensili utilizzati e il loro status, i relativi parametri e l’intero ciclo di vita di ogni portautensile, valutando così l’efficienza dei singoli componenti. Questo aumenterebbe in maniera significativa la trasparenza rispetto alle soluzioni tradizionalmente in uso.
“Il codice Data Matrix può essere definito singolarmente a seconda del sistema di documentazione in uso oppure può essere generato da SCHUNK in base a un sistema di numerazione neutro”, spiega Heinold Kostner, Responsabile Prodotto per la Tecnica di Serraggio presso la sede centrale di Lauffen. “Il codice viene applicato in maniera permanente sul portautensile mediante un laser, senza comprometterne il grado di bilanciamento”.

Più informazioni sul processo
I benefici dei codici di identificazione univoci sono evidenti: viene eliminata la possibilità di perdita o scambio delle etichette contenenti le informazioni di settaggio, oltre agli errori tipografici di trascrizione dei dati. Si riducono anche i tempi trascorsi davanti alla macchina o al dispositivo di presetting. “Il vantaggio principale è che i dati generati aumentano le informazioni sul processo a disposizione degli utenti”, sottolinea Kostner. “È possibile documentare e monitorare l’intero ciclo di vita di utensili e portautensili. Questo genera informazioni esatte sull’efficienza di singoli tagli e regolazioni”. Sarà perfino possibile fissare limiti di usura per la sostituzione degli utensili e il controllo dei portautensili.

Determinare la posizione di un utensile o portautensile in qualsiasi momento
Al Centro Tecnico di Lauffen, SCHUNK presenta questo processo in combinazione con un sistema di tool management già disponibile sul mercato: il codice Data Matrix dei portautensili SCHUNK viene rilevato dallo scanner presente sul dispositivo di presetting, dove il portautensili viene accoppiato fisicamente e virtualmente con l’utensile. In questo modo si generano i corrispondenti digitali nel database, affinché tutte le informazioni vengano immagazzinate nel corso dell’utilizzo. Il codice del portautensile viene rilevato tutte le volte che viene montato o rimosso dalla macchina. L’operatore procede secondo lo stesso schema per la preregolazione dell’utensile. Durante il processo di scansione, le informazioni essenziali dell’utensile funzionali alla lavorazione, come la tipologia, il diametro e il raggio, vengono automaticamente inviate attraverso il dispositivo di presetting al database e a sua volta trasmesse dal database alla macchina. La registrazione manuale dei dati sulla macchina viene completamente superata. Il sistema di database rende possibile quindi la determinazione della posizione di un particolare utensile o portautensile in qualsiasi momento. Questo minimizza i tempi di ricerca ed elimina spese di eventuali doppi investimenti in utensili o portautensili usati con minor frequenza.

I vantaggi rispetto all’identificazione RFID
Il codice Data Matrix in combinazione con il sistema di database offre importanti vantaggi rispetto all’utilizzo di una scheda RFID (Radio Frequency Identification). “Le schede RFID possono danneggiarsi, causando perdite di dati. In applicazioni pilota con codici Data Matrix, è stato dimostrato invece che, anche in un utilizzo costante e su larga scala, viene assicurata una scansione affidabile dei dati, non essendo soggetto a usura”, spiega Kostner. “Il processo di scansione è inoltre più veloce e meno problematico. Infine, non si possono non menzionare i vantaggi in termini di costi. Nonostante tutte le macchine e i dispositivi di presetting debbano essere connessi al sistema e al database, i costi per l’aggiunta di ogni portautensile sono minimi o trascurabili. Dotare, al contrario, ogni portautensile con una scheda RFID può avere un costo aggiuntivo che varia dal 10 al 20%. Uno scanner RFID, analogamente, comporta investimenti relativamente elevati”.

Portautensile a espansione idraulica
Tra le novità introdotte da SCHUNK, segnaliamo anche il nuovo portautensile a espansione idraulica TENDO Slim 4ax e il nuovo sistema di scansione TRIBOS Fixscanner.
Con il nuovo portautensile a espansione idraulica TENDO Slim 4ax è ora possibile combinare la geometria propria del portautensile a calettamento a caldo conforme alla normativa DIN 69882-8, con la qualità comprovata dell’espansione idraulica.
L’attacco slim particolarmente preciso, lo rende indicato per la produzione di serie, specialmente per il settore automotive. Concepito appositamente per le lavorazioni assiali, mostra tutte le sue potenzialità durante la fresatura vicina ai bordi del pezzo, la lamatura, l’alesatura e la filettatura nei centri di lavoro a 5 assi, nella costruzione di prototipi e degli stampi. Una serie di test provano che le proprietà anti-vibrazione caratteristiche della tecnologia a espansione idraulica hanno migliorato considerevolmente il processo durante le operazioni di fresatura. L’impiego della tecnologia a espansione idraulica durante la fresatura, dimezza la forza sull’asse Y, traducendosi in una minore flessione dell’utensile. Riducendo quindi il carico sul tagliente e sull’angolo di taglio, si ottiene una durata di utensile e portautensile notevolmente più lunga. Inoltre, l’utilizzatore potrà ottenere fori calibrati e una massima precisione sul pezzo.

Cambio semplice con il Plug & Work
Come ogni portautensile della serie TENDO, il nuovo TENDO Slim 4ax assicura un’accuratezza di run-out elevata, una protezione contro le vibrazioni e un cambio dell’utensile rapido per mezzo di una chiave. Potendo eseguire lavorazioni precise con ridotte tolleranze dimensionali e geometriche, investire in dispositivi periferici aggiuntivi risulta superfluo. Inoltre, poiché la precisione di montaggio garantita dal metodo del Plug & Work permette di sostituirlo a un portautensile a calettamento a caldo senza dover riprogrammare la macchina, è possibile valutare tutti i vantaggi del suo utilizzo in un’applicazione reale. TENDO Slim 4ax può essere usato, quindi, senza dispositivi periferici costosi. L’attacco con tecnologia MQL, a lubrificazione minimale, è resistente allo sporco ed è soggetto a poca manutenzione. Rispetto ai portautensili a caldo, riporta un’accuratezza di run-out di <0,003 mm a uno sbalzo di 2,5xD e il grado di bilanciatura a 25.000 giri/min, adempiendo perfettamente alle caratteristiche della serie di portautensili a espansione idraulica di SCHUNK.
In prima battuta, gli attacchi saranno disponibili per interfacce HSK-A63 con diametri 10 mm/L1=120 mm, 12 mm/L1=90 mm, 12 mm/L1=120 mm, 14 mm/L1=90 mm, 14 mm/L1=120 mm, e 20 mm/L1=90 mm. Sono in programma ulteriori varianti dal diametro 6 a 32 mm e con lunghezza L1 90 mm, 120 mm, e 160 mm.

Sistema di scansione intelligente
Grazie a TRIBOS Fixscanner, il nuovo sistema di scansione dei portautensili di precisione TRIBOS per la micro-asportazione truciolo, è possibile un cambio degli utensili sicuro e veloce. Questo sistema di lettura intelligente per la regolazione della pressione di serraggio viene installato sul dispositivo di attuazione TRIBOS SVP e collegato al controllo. Durante il cambio degli utensili, l’operatore può combinare come prima il portautensile di precisione con l’inserto di riduzione SRE appropriato, inserendo entrambi nell’apposita apertura del dispositivo. A questo punto, il sistema di scansione intelligente, leggendo il codice Data Matrix dell’inserto di riduzione, rileva il dato relativo alla pressione necessaria e la regola automaticamente. Questo esclude errori di regolazione manuale e il rischio di danneggiamento del portautensile, in caso di utilizzo di pressione eccessiva. Inoltre, il processo automatico abbrevia notevolmente i tempi di cambio utensile.  Questo nuovo processo permette di utilizzare l’inserto di riduzione SRE solo al di fuori della macchina dove, non essendo esposto all’abrasione dei trucioli, evita che il codice Data Matrix riportato su di esso si danneggi. Il nuovo sistema intelligente di regolazione della pressione può essere usato per i portautensili delle serie TRIBOS-Mini, TRIBOS-RM e TRIBOS-S ed è disponibile come optional per i dispositivi di attivazione TRIBOS SVP-2D, SVP-2D/H, SVP-3 e SVP-4. I dispositivi esistenti possono ugualmente essere attrezzati con questo sistema di lettura intelligente in maniera facile e veloce. Essendo privi di parti mobili, i portautensili TRIBOS non sono soggetti a sollecitazioni meccaniche e assicurano quindi un serraggio privo di manutenzione e resistente all’usura: anche dopo centinaia di processi, i materiali non presentano segni di logoramento. Con l’ausilio di dispositivi di serraggio idraulico, disponibili a scelta ad attuazione manuale o automatica, il cambio utensile si completa in maniera affidabile in pochi secondi.

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