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Sunday, 19 Novembre 2017
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L’Industria 4.0 non è certo un fumetto

In occasione della EuroBLECH, Bystronic ha presentato la sua risposta a quelli che sono i dettami di una produzione digitalizzata nell’ambito della lavorazione della lamiera. Production Cell è, infatti, una cella completamente automatizzata all’interno della quale vengono tagliati, trasportati, piegati e selezionati i pezzi in lamiera. All’interno della cella, Bystronic ha inoltre ampliato le funzionalità del sistema di taglio ByStar Fiber integrato dotandolo di un nuovissimo laser da 10 kW che accelera vertiginosamente le fasi di lavorazione.

di Mario Lepo

 

Dicembre 2016


Come funziona la produzione di lamiere nell’era dell’industria 4.0? Ad EuroBLECH, con la Production Cell, Bystronic ha dato la sua risposta; una soluzione per la produzione in rete per il taglio e la piegatura di prodotti in lamiera. Bystronic ha così compiuto un ulteriore sviluppo logico nella direzione di offrire ai propri clienti l’opportunità di organizzare la produzione secondo le logiche di un flusso produttivo efficiente e completamente automatizzato per realizzare prodotti in lamiera sia su vasta scala che in piccole quantità.

Big Data sullo schermo
L’idea alla base di questa cella automatica è quella di coniugare versatilità e produttività, requisiti fondamentali della moderna produzione industriale di manufatti in lamiera. Questo collegamento è reso possibile dalla struttura modulare dei sistemi integrati e del software sviluppati da Bystronic. Poco distante dalla Production Cell, integrante per l’occasione un sistema di taglio ByStar Fiber 3015, il nuovo sistema di carico e scarico ByTrans Cross e una piegatrice Xpert 150 asservita da un robot antropomorfo, il ByCockpit, ovvero una parete con numerosi schermi recanti tutte le informazioni inerenti la produzione, offriva ai visitatori dello stand Bystronic l’opportunità di seguire tutte le fasi operative all’interno della Production Cell per avere risposte pronte a domande del tipo: a che punto è la lavorazione dei pezzi tagliati sul laser? L’ordine X si trova già sulla stazione di piegatura? Quando è prevista la manutenzione successiva dei sistemi di taglio e di piegatura? E infine la domanda più importante: Quando si potranno consegnare i pezzi finiti già selezionati? Le informazioni sugli schermi erano, e concettualmente sono, generate da dati in tempo reale, trasmessi dai sensori e sistemi video delle singole stazioni di elaborazione. Con il ByCockpit, Bystronic implementa un aspetto importante dell’Industria 4.0, l’utilizzo opportuno dei dati di processo richiamabili sempre più ampi. Tutti i sistemi integrati nella Production Cell di Bystronic sono pronti per questa fase della messa in rete digitale. Su uno degli schermi compare un Livestream che mostra come il laser si muova sulla lamiera grezza e tagli con precisione pezzo dopo pezzo. In futuro questa versione stazionaria del ByCockpit verrà ampliata da Bystronic con una versione mobile. Questo consente agli operatori di avviare il ByCockpit anche come interfaccia Web su terminali mobili. Potranno per esempio valutare se la loro produzione segue il programma. Se tutti i sistemi integrati sono caricati in modo ottimale. O anche quanto ancora durerà il materiale grezzo in magazzino. Questo è consentito dalla tecnologia Web sviluppata da Bystronic.

Laser in fibra accelera la cella
Dal punto di vista hardware, il cuore della Production Cell è costituito dal laser in fibra ByStar Fiber 3015 che nell’occasione è stato equipaggiato per la prima volta con una sorgente laser da 10 kW. Qui nasce la velocità dell’intero processo di produzione con cui i pezzi sono trasportati, passo dopo passo fino alla piegatura e consegna dei prodotti in lamiera finiti. Il ByStar Fiber è in grado di tagliare qualsiasi materiale metallico gli venga asservito: da acciaio inossidabile, passando per alluminio e acciaio dolce fino ad arrivare a metalli non ferrosi come rame e ottone. E tutto questo da sottile a spesso. Ma al di là della sorgente da 10 kW, su cui torneremo in seguito, nel ByStar Fiber esposto si celava un ulteriore novità: una testa di taglio appena sviluppata, la cui peculiarità sta nella funzione Spot Control che, a seconda dello spessore della lamiera e del materiale, adatta perfettamente il punto focale del laser. In modo completamente automatico, senza intervento dell’operatore. Grazie allo Spot Control, la testa di taglio ottiene così sempre, pur con spessori lamiera e materiali di taglio diversi, la qualità di lavorazione ottimale.

L’automazione gestisce il flusso di materiale
Direttamente collegato a ByStar Fiber, vi è però un’ulteriore innovazione targata Bystronic che è stata esposta ad Hannover; parliamo del nuovo sistema di carico e scarico ByTrans Cross. All’interno della Production Cell sposta l’intero flusso di materiali correlati al taglio laser. Il suo compito consiste nell’alimentare il laser con i materiali di afflusso ed efflusso corrispondenti. A tal fine, ByTrans Cross avvicina le lamiere grezze necessarie e, dopo il taglio, sgombra velocemente la tavola intercambiabile dell’impianto di laser in fibra. Per un ciclo di carico e scarico completo, rapido e perfettamente sincronizzato, al sistema occorrono soli 60 sec. ByTrans Cross ha una struttura modulare e può così essere integrato negli ambiti produttivi più disparati. L’inserimento all’interno della Production Cell è solo una delle tante possibilità. Nel caso specifico, era collegato a un magazzino di materiali in cui è possibile stoccare lamiere di scarto e depositare anche pezzi tagliati finiti. ByTrans Cross getta così un ponte tra laser in fibra e magazzino dei materiali. Gli operatori possono utilizzare ByTrans Cross però anche come soluzione isolata. Il sistema alimenta poi il laser senza collegamento al magazzino con lamiere grezze di diversi spessori. A tal fine Bystronic equipaggia ByTrans Cross, a richiesta, con due cassette che possono essere utilizzate come deposito per pezzi tagliati finiti. Ma all’interno della Production Cell, Bystronic non si accontenta e ha ampliato il sistema ByTrans Cross con un nuovo modulo di classificazione. In tal modo il livello di automazione dell’unità di carico/scarico aumenta ancora. Il modulo di classificazione non è altro che un upgrade di ByTrans Cross, che integra il processo di sgombero sull’impianto di taglio laser. Così eByTrans Cross elimina lamiere residue e pezzi grossi dalla tavola intercambiabile del laser e, all’occorrenza, classifica anche i pezzi tagliati.

Il robot comanda e gestisce la fase di piegatura
Ma cosa accade dopo taglio? I pezzi tagliati vengono piegati nella stazione di piegatura che, nel caso specifico, a valle del magazzino dei materiali, è costituita da una pressa piegatrice Xpert 150. I pezzi tagliati scorrono dal laser attraverso il magazzino dei materiali, per poi spostarsi su un appoggio per piegatura da cui un robot li afferra singolarmente, li ruota nella posizione corretta e li asserve alla piegatrice Xpert. A tal fine, il robot è equipaggiato con un braccio a 7 assi, che conferisce una manovrabilità estremamente elevata. Vengono infatti spostati pezzi dal peso fino a 270 kg. Su Xpert, in funzione del pezzo da trattare, si avvia il programma di piegatura adatto e si equipaggia in autoamtico la pressa piegatrice con gli utensili corretti viene svolto automaticamente dal robot. A tal fine nella stazione di piegatura è disponibile un caricatore utensili, da cui il robot preleva i necessari utensili inferiori e superiori da utilizzare sulla Xpert. Gli operatori possono ampliare in qualsiasi momento questo caricatore utensili. In tal modo, Bystronic tiene conto, anche nella fase di processo piegatura, di posizioni di applicazione variabili e della flessibilità necessaria a tal fine. Tutto con estrema semplicità: introdotti i nuovi utensili nel caricatore, un sensore sul robot li riconosce automaticamente, trasmette l’informazione al software di piegatura e già i nuovi utensili sono memorizzati nel sistema. Si tratta di automazione per tutti senza lavori di programmazione, né interventi dei tecnici dell’assistenza. Dopo la piegatura, il robot colloca i pezzi finiti su singole posizioni di appoggio. In funzione della configurazione, la stazione di piegatura può disporre di massimo di 15 posizioni, su cui è possibile collocare per esempio i pezzi finiti in base agli ordini. A quel punto, tutto ciò che dovrà fare l’operatore sarà imballare, etichettare e consegnare.

Pianificazione e analisi di ogni fase d lavorazione
Sempre sell’ambito della Production Cell, Bystronic ha presentato anche la versione ampliata del software proprietario Plant Manager. Oltre ai processi di taglio, questo modulo software,ora, rileva anche la piegatura. Così il Plant Manager diventa per l’operatore lo strumento di pianificazione definitivo, su cui è possibile pianificare e analizzare tutte le fasi di produzione legate a taglio e piegatura.
La rilevanza di un tale software cresce con i requisiti sempre più complessi di produzione di prodotti in lamiera. E quanto più ampiamente vengono collegate e automatizzate le fasi di produzione nella lavorazione della lamiera, tanto più importanti per gli operatori diventano strumenti quali il Plant Manager. Il software supporta gli operatori fin dalla stesura di piani di taglio e programmi di piegatura ottimali. Qui vi sono molte possibilità per organizzare nel modo più efficiente possibile i cicli successivi di taglio e piegatura: raggruppare pezzi tagliati in modo compatto sulla lamiera, definire per ciascun pezzo la tecnologia di taglio ideale, classificare poi la sequenza di lavorazione degli elementi piegati in modo che l’automazione richieda pochi lavori di riequipaggiamento. Nel caso di posizioni di applicazione, che richiedano configurazioni utensili variabili della pressa piegatrice, il Plant Manager riduce così i tempi non produttivi. E alla fine? Quando infine tutti i pezzi sono tagliati e piegati e pronti per la spedizione, Plant Manager invia un messaggio su uno degli schermi del ByCockpit o sul sistema ERP dell’operatore.

Taglio laser con “Warp-Speed”
Ma torniamo adesso a una delle grosse novità contenute nella Production Cell, ovvero ByStar Fiber equipaggiato per la prima volta con un potente laser da 10 kW. “Per gli operatori questo significa soprattutto: velocità, velocità e ancora velocità. E chi è veloce conduce la corsa per aggiudicarsi le migliori condizioni nelle commesse di taglio. La concorrenza nel taglio laser funziona così: produrre in tempi brevi e in alta qualità” afferma Luigi Frapolli, Managing Director presso Bystronic Italia che poi prosegue: “Con il laser da 10 kW, Bystronic introduce lo stadio di potenza massimo finora raggiunto sulla ByStar Fiber. Il salto tecnologico dagli attuali 4 e 6 kW al nuovo livello da 10 kW è enorme. In Bystronic lo chiamiamo “Warp-Speed”, perché le nuove velocità raggiunte con ByStar Fiber nel taglio delle lamiere sono davvero stellari. Non c’è infatti altra parola per descrivere ciò che è ancora più veloce di quello che finora era già considerato velocissimo”. E, in effetti, il nuovo laser mette una sorta di turbo alla ByStar Fiber. Con la sorgente laser da 10 kW, le velocità di taglio rispetto all’equivalente standard industriale con i laser a fibra da 4 kW si quadruplicano. Nello stesso periodo di tempo, gli operatori sono così in grado di tagliare una quantità di pezzi quattro volte superiore della maggior parte dei loro concorrenti. I vantaggi più evidenti si ottengono nei materiali da 3 a 12 mm di spessore. Ma anche sulle lamiere spesse fino a 30 mm, il laser a fibra da 10 kW non è da meno. Ovviamente, le alte velocità di taglio di per sé non bastano. Questo gli operatori lo sanno molto bene. E anche Bystronic lo sa, motivo per cui ha anche sviluppato l’altra grande novità del ByStar Fiber, ovvero la nuova testa di taglio con funzione Spot Control che in Bystronic considerano il vero elemento chiave per un taglio laser a fibra di alta qualità.

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