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Saturday, 20 Gennaio 2018
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Segni particolari...flessibile e produttivo

È un impianto di produzione full factory completamente integrato targato TTEngineering la soluzione scelta da DINAK per rispondere alla continua crescita produttiva richiesta dal mercato europeo delle canne fumarie che sempre più esige maggior qualità a parità di prezzo e lead time ormai molto simili al just in time. DINAK è specializzata nella fabbricazione di condotti per l’evacuazione dei gas della combustione e grazie all’estrema versatilità e all’affidabilità del sistema TTE è certa di raggiungere nel 2020 il “proibitivo” obiettivo dei 2 milioni di pezzi per canne fumarie prodotti all’anno.

di Fabrizio Garnero

Dicembre 2017

Fondata nel 1983, DINAK è una delle principali realtà europee attive nel campo della canna fumaria. Qualità del prodotto e innovazione tecnologica sono, da sempre, i capisaldi che, nel corso degli anni, le hanno permesso di specializzarsi nella fabbricazione di condotti per l’evacuazione dei gas della combustione. In questo contesto, la filosofia del servizio al cliente impone di rispondere con dinamismo e professionalità alle specifiche necessità delle aziende e alle sfide che di volta in volta propongono. Da qui nasce la decisione di installare presso il proprio stabilimento di Pontevedra nei pressi di Vigo, in Spagna, un impianto full factory completamente integrato commissionato a TTEngineering. È la prima volta che l’azienda spagnola si affida a un costruttore esterno per soddisfare le proprie esigenze produttive; in precedenza, infatti, era solita realizzarsi direttamente le macchine e i sistemi per produrre i vari elementi tubolari costituenti gli impianti di canalizzazione dei fumi. Di recente, però, in virtù di un’esigenza molto complessa, ha preferito affidarsi alla conoscenza e all’esperienza di chi, da tempo, realizza questa tipologia di fabbrica completamente integrata e flessibile adatta a produrre il mix produttivo necessario con flessibilità, produttività e qualità.  

Variabilità e flessibilità produttiva
L’impianto prodotto da TTE è il quarto presente in azienda; non a caso è stato denominato “Linea 4”. Rispetto alle altre tre linee di produzione già operative, questa è certamente più innovativa e performante dovendo rispondere a una maggiore richiesta produttiva di qualità in cui variabilità del prodotto e lead time prossimi al just in time sono le parole chiave. Ecco perché, a testimonianza dell’assoluta versatilità e flessibilità, questo impianto è in grado di coprire l’intera gamma di prodotto della DINAK.
“In origine, l’idea che ha spinto DINAK a rivolgersi a noi era legata alla necessità di avere un impianto capace di produrre 1.100.000 articoli su due turni di lavoro per sei giorni la settimana” racconta Giuseppe Belforti, Sales Manager di TTE. “L’obiettivo è però andato via via modificandosi fino ad arrivare a poter lavorare, a inizio 2020, sette giorni su sette, su tre turni di lavoro da 8 h, per un totale di circa 2 milioni di pezzi per canne fumarie prodotti all’anno. Il nostro impianto è stato quindi studiato e dimensionato per avere una capacità produttiva in grado di crescere e raggiungere questo target nell’arco di due anni”.
La linea oggi produce tubi finiti (sia singola che doppia parete) con lunghezze di 500, 750 e 1.000 mm, con diametro da 80 a 525 mm, spessore da 0,3 fino a 1 mm, in una vasta gamma di materiali. “Il cliente processerà circa una quindicina di materiali diversi tra acciaio inox, galvanizzati, alluminati, acciai ferritici e austenitici” afferma Belforti che poi prosegue: “La variabilità aumenta ulteriormente pensando al fatto che Linea 4 deve realizzare ben 55 diametri diversi e undici profili di tubo differenti. È quindi l’estrema flessibilità produttiva una delle principali caratteristiche di questo sistema completamente automatizzato e gestibile da un solo operatore che è in grado di supervisionarne il funzionamento”.
DINAK ha circa 55.000 codici articolo da produrre che vengono letti dal Main dell’impianto TTE attingendo direttamente dal sistema gestionale MRP di DINAK che è quindi in grado di produrre, da coil, tubi diritti e tutti gli accessori ovvero le curve, le intersezioni a “T”, e tutti i semilavorati necessari a produrre i componenti delle canalizzazioni. “Questo significa che il loro responsabile di produzione invia direttamente al supervisore dell’impianto il programma di produzione con gli articoli da realizzare” precisa Belforti. “A questo punto il nostro Main, in base al mix di articoli da produrre, esegue un nesting ottimizzando scarti e bilanciando anche le varie aree di lavoro dell’impianto”.

Taglio e saldatura laser nel cuore dell’impianto
Obiettivo del cliente era aggiungere al proprio sistema produttivo un impianto totalmente integrato che gli permettesse di far fronte a tutte le richieste del mercato acquisendo quindi quella flessibilità e celerità di risposta che sono fondamentali per centrare a pieno, nel 2020, il suddetto Target di produzione. Non a caso, la linea è potenzialmente in grado di produrre tutto ciò che fanno le altre tre linee già presenti nello stabilimento DINAK, che oggi può contare su di una completa integrazione e su estrema flessibilità produttiva, diretta conseguenza delle scelte costruttive fatte a monte e suggerite dall’esperienza di TTEngineering. Una su tutte? L’uso della tecnologia laser in fibra applicata sia nel taglio che nel processo di saldatura testa-testa dei pezzi che ha sostituito il tradizionale processo TIG e la saldatura in trasparenza utilizzati in precedenza.
Riassumendo, ognuna delle tre linee di produzione esistenti era dedicata a una parte del range di prodotto di DINAK mentre oggi, invece, l’impianto Full Factory di TTE è in grado di coprire e produrre l’intera gamma dando così un forte impulso alla produttività e alla qualità dei pezzi ottenuti. “È stato esteso il range minimo/massimo del diametro dei prodotti lavorabili grazie alla flessibilità assicurata dall’uso del laser in fibra sia per il taglio degli spezzoni che per la loro saldatura” spiega ancora Giuseppe Belforti. “Abbiamo assicurato una totale integrazione del nostro impianto con il loro sistema di gestione della produzione, come tipicamente avviene con ogni nostra installazione. In questo caso, però, abbiamo evoluto quello che è il nostro tradizionale approccio, nel senso che dal Main di gestione occorre semplicemente fare un set-up minimo per lanciare il mix produttivo richiesto”.
Tutto è gestito da un solo operatore che supervisiona la linea grazie alle nove telecamere installate nei punti nevralgici; sistemi di visione che, tra l’altro, aiutano i tecnici di TTEngineering nel caso di interventi di teleassistenza.

Un esercizio di meccatronica applicata
Linea 4 non è solo un’applicazione ben riuscita della tecnologia laser, ma è molto di più. È un vero e proprio esercizio di automazione e meccatronica al servizio delle esigenze del cliente che TTE ha saputo soddisfare sotto ogni aspetto, dal rispetto dei target produttivi e dei tempi ciclo richiesti, alla collocazione dell’impianto completo nello stabilimento DINAK. La linea è stata, infatti, posizionata in un’area già esistente e questo ha complicato non poco le cose poiché ha richiesto uno studio ad hoc del lay-out di fabbrica in considerazione dell’esistenza di quattro colonne portanti del capannone, attorno cui TTE ha “danzato” con le proprie macchine ottenendo comunque un flusso produttivo assolutamente logico, lineare ed ergonomico.
Ciò testimonia ancora una volta la capacità sartoriale di TTEngineering nel saper cucire addosso alle specifiche esigenze del cliente le proprie soluzioni, dalle più semplici alle più complesse come, appunto, è stato per questo impianto Full Factory.

Dal coil al tubo saldato e finito
Partendo dalla svolgitura coil, la configurazione dell’impianto prevede in ingresso due aspi decoiler che garantiscono in modo costante l’alimentazione del materiale alla raddrizzatrice e alla cesoia. “Tra queste, il cliente ha voluto introdurre un sistema di punzonatura e uno di stampa per imprimere il proprio logo su ogni tubo prodotto e, internamente, la relativa codifica” precisa Belforti.
Dopo la cesoia è stato previsto un doppio tavolo di asservimento che offre la possibilità di caricare e lavorare con la linea anche spezzoni già tagliati a misura di materiale e spessore differente da quello dei coil oppure, da usare come buffer di carico per garantire continuità produttiva alla linea durante il cambio coil. Ciò significa che è possibile tagliare da coil dei formati ad hoc e impilarli in queste postazioni creando così un polmone che sarà usato per eliminare i tempi morti della linea che, guarda caso, era un altro dei punti salienti del capitolato richiesto dal cliente.
Proseguendo secondo il lay-out dell’impianto, il materiale una volta raddrizzato e tagliato a misura entra nella stazione di calandratura che sfrutta al meglio il sistema brevettato Flexformer che è stato upgradato portandone la capacità massima al diametro di 525 mm rispetto al precedente limite di 400 mm. In questo modo, circa il 98% delle necessità produttive di DINAK sonno coperte. La restante parte del range produttivo, che va dal 526 al 600 mm, rappresenta solo il 2% della produzione e viene realizzato con gli altri impianti.
Al termine della calandratura, il tubo viene inviato al sistema di saldatura laser CSU High Speed che, grazie alla sorgente in fibra da 1,5 kW,
è in grado di garantire tempi ciclo molto brevi. “Rispetto al nostro solito, abbiamo incrementato la velocità sia della calandratura che della saldatura - spiega Belforti - e questo ci permette di fare un tubo da 1 m con diametro di 80 mm ogni 15 secondi”.
A questo punto del ciclo produttivo, occorre dire che l’impianto processa sempre la larghezza massima del coil che corrisponde alla lunghezza massima del tubo producibile e qualora occorra produrre tubi con una lunghezza inferiore sarà la macchina di taglio laser, mediante nesting, a spezzonare il prodotto a seconda di ciò che è previsto nel main produttivo. È importante dirlo poiché, in relazione al mix produttivo da realizzare, i tubi saldati potranno prendere una direzione piuttosto che un’altra a seconda di ciò che occorre produrre. Ma questo lo si capirà meglio nel seguito.
Nel caso dei tubi diritti da 1 m, questi saranno scaricati su dei buffer dinamici da dove andranno direttamente nel sistema di bordatura orizzontale a più stazioni IRB-4. A questo punto i tubi vengono lavorati ed etichettati in automatico just in time in base all’articolo prodotto che sarà poi inviato allo scarico. L’etichetta applicata è piuttosto articolata poiché contiene una serie di informazioni molto utili per la tracciabilità. Questa macchina IRB-4 è completamente automatica, a eccezione del cambio delle attrezzature che, in virtù dell’estrema variabilità dei pezzi, dovranno essere cambiate manualmente. Tale operazione rimane comunque estremamente rapida grazie a un sistema fast-lock messo a punto da TTE che agevola l’operazione manuale sia nel caso della variazione di diametro che per il cambio del profilo da realizzare.  
In questa parte della linea può essere lavorato solo il 60% della produzione, ovvero i tubi con lunghezza da 1 m, 750 e 500 mm oppure gli spezzoni con l’asola destinati all’estrazione dei “T”. Per questa ragione è stato studiato un sistema di trasporto non a ventosa ma meccanica che ha permesso di avere un tempo ciclo finale di 22 s.
Tutto ruota attorno al taglio
Il restante 40% della produzione, dopo la saldatura prende una via parallela finendo sul sistema WBR (acronimo di Welding Beam Research) di ricerca automatica della saldatura. Ogni tubo, una volta correttamente posizionato rispetto al cordone di saldatura, viene prelevato da un robot antropomorfo che lo carica nel lasertubo con sorgente fibra da 500 W.
“È qui che si gioca la partita della flessibilità” afferma Belforti che poi prosegue: “Cuore dell’intero impianto integrato è proprio il taglio laser poiché è possibile bilanciare le produzioni solo con dei tempi di taglio certi. Infatti, grazie alle funzionalità di nesting dei pezzi del nostro lasertubo, in totale sintonia con la sequenza produttiva prevista nel Main, è possibile tagliare i tubi da 1 m ottenendo ciò che occorre per la produzione successiva: da due tubi lunghi 500 mm, a un solo tubo da 750 mm più qualche altro componente ricavato dai restanti 250 mm di tubo oppure, addirittura, andare a tagliare direttamente altri articoli quali le curve, gli angolari e tutti gli articoli speciali (ne hanno tantissimi, pari a 500.000 articoli). Una volta tagliati, i vari pezzi vengono prelevati dallo stesso robot che li indirizza nuovamente verso il sistema di bordatura orizzontale IRB-4, nel caso dei tubi diritti da 500 e 750 mm o dei semilavorati destinati all’estrazione dei “T” (che riprendono il ciclo visto per i tubi diritti da 1 m) oppure, tramite una serie di buffer, verso il sistema di bordatura IRB-4 verticale posto a valle del taglio.  
Qui un secondo robot antropomorfo dotato di pinza autoadattante (ne sono state previste solo tre per tutto il range produttivo) gestisce il carico alla IRB-4 verticale che non fa altro che lo stesso lavoro di quella orizzontale, a eccezione del fatto che un sistema di rotazione trasla i pezzi in modo da posizionarli ad asse verticale. A questo punto, in relazione alla tipologia di prodotto, i pezzi ormai finiti vengono inviati su un nastro di evacuazione automatico oppure su quattro sistemi orizzontali da cui l’operatore li scarica”.

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