Ogni sei secondi una linea di assemblaggio altamente automatizzata produce sensori di pressione degli pneumatici per un fornitore dell’industria automobilistica cinese. Una produzione di 4 milioni di unità all’anno. Questa linea innovativa è stata progettata e prodotta dall’azienda austriaca MMS Modular Molding Molding Systems. Tre robot SCARA marchio Stäubli e un complesso processo di assicurazione della qualità garantiscono un assemblaggio impeccabile.
Gli pneumatici delle auto di oggi sono dotati di un sensore che ne misura la pressione inviando un segnale radio a un’unità ricevente. Questo ha portato alla creazione di un mercato da milioni di dollari per i fornitori dell’industria automobilistica (esperti nei sensori) e ha aperto nuove opportunità interessanti per gli specialisti nei settori della tecnologia di automazione e robotica. MMS Modular Molding Systems di Berndorf, Austria, è uno di questi specialisti. Fondata nel 2008 dall’ingegnere Peter Buxbaum, l’azienda si concentra principalmente su linee interconnesse e modulari che producono componenti ibridi plastica/metallo. Le soluzioni MMS si distinguono per i loro alti livelli di innovazione, produttività ed efficienza.
Produzione continua di sensori pronti all’uso
MMS ha progettato e costruito una linea di assemblaggio compatta e completamente automatizzata per sensori di pressione degli pneumatici (TPS) che può essere integrata direttamente nella valvola degli pneumatici per BH Sens, un fornitore cinese e joint venture tra Baolong e Hülsbeck & Fürst (Huf).
Oltre all’assemblaggio di dieci componenti per formare un TPS pronto all’uso, BH Sens richiedeva anche l’integrazione di diversi passaggi di qualità e che la sua linea completamente automatizzata garantisse un’alta disponibilità e un rapido turnaround produttivo. L’obiettivo dell’azienda è quattro milioni di sensori pronti all’uso per linea, con uno prodotto ogni sei secondi. La flessibilità è inoltre fondamentale grazie al fatto che tre varianti di sensori sono state assemblate utilizzando diverse schede a circuito stampato.
Manipolazione accurata
Stefan Babka, Designer e Project Manager presso MMS, descrive il processo di costruzione dai singoli componenti fino a un TPS completo: “L’assemblaggio inizia su un tavolo rotante, con tre robot Stäubli responsabili della gestione dei singoli componenti. Il primo robot SCARA prende la scheda elettronica da un vassoio sul tavolo rotante e la inserisce in un supporto per pezzi. Il secondo robot rimuove la batteria da un altro vassoio e la posa sopra la scheda elettronica come parte del passo successivo”.
Per garantire un monitoraggio continuo e la documentazione dei dati di test e misurazioni, tutti i componenti ricevono un codice matrice dati (DMC) tramite un laser di marcatura. Questi codici vengono scansionati e valutati in ogni stazione.
100% non-stop testing
I processi e i controlli di qualità come i test di tensione vengono eseguiti entro sei secondi, prima di essere trasferiti alle camere di pressione tramite il trasportatore lineare. In queste camere viene monitorata l’ermeticità dei componenti ora sigillati. Il test di fine linea che simula la comunicazione con l’elettronica del veicolo viene effettuato per garantire che ogni singolo sensore sia funzionante al 100%.
L’intero processo termina su un tavolo rotante, dove il sensore viene fissato alla valvola e il prodotto finito viene avvitato automaticamente in posizione. Questa combinazione completa sensore/ valvola può poi essere confezionata per essere utilizzata come componente originale o aftermarket.
Custom-fit: tre robot in tre taglie
Tutti e tre i robot SCARA della linea appartengono alla gamma TS2 di Stäubli, sebbene in tre dimensioni diverse. “Un TS2-80 è responsabile della gestione delle schede elettroniche. La batteria è gestita da una TS2-60 dotata di una vite a sfera più lunga. Un TS2-40 è assistito dalla telecamera e viene utilizzato per posizionare la guarnizione all’interno della custodia”, commenta Stefan Babka.
I modelli SCARA di Stäubli sono stati scelti dai progettisti di MMS per la loro capacità di interazione con i sistemi di telecamere utilizzati, che garantivano il corretto posizionamento dei componenti e la comunicazione con gli Anyfeeder. Poiché il movimento dei componenti doveva avvenire su quattro assi, si è decisa a favore degli SCARA e non dei robot a 6 assi che altrimenti sarebbero stati troppo lenti per l’uso in questo ambiente. MMS ha deciso di collaborare con Stäubli come fornitore di robotica grazie ai successi precedenti in altri progetti e al supporto ingegneristico fornito durante la pianificazione del progetto.
Integrazione semplificata nell’intero processo produttivo
Anche gli specialisti dei partner di MMS, SBA Engineering, hanno potuto trarre profitto dall’interfaccia uniVALplc dei robot Stäubli durante la programmazione. L’interfaccia consente una connessione fluida a un sistema di controllo Siemens S7 superiore. I progettisti MMS apprezzarono anche l’integrazione della tecnologia di sicurezza.
Il fatto che la linea di produzione attraversi diversi passaggi automatizzati (almeno quattordici) all’interno di un’area molto compatta, MMS considera anche la richiesta di flessibilità assicurando che si possano apportare modifiche ai sistemi senza ristrutturare completamente l’hardware. Nemmeno le pinze dovrebbero essere cambiate in un evento del genere. Il cambio di produzione è inoltre facilitato grazie a un piccolo sviluppo proprietario: MMS ha installato una funzione di sgombero automatico nel sistema di alimentazione Asyril, il che significa che l’operatore non deve liberare manualmente il nastro trasportatore. Al contrario, tutte le parti vengono automaticamente sgomberate dall’Anyfeeder e trasportate ulteriormente tramite un nastro trasportatore.
Alta disponibilità e buon supporto
Secondo MMS, un altro fattore importante nella scelta dei robot era la necessità di una disponibilità estremamente elevata: la linea di montaggio funziona senza sosta e con tempi di consegna brevi. A causa dei piccoli componenti da maneggiare, la precisione a lungo termine è un ulteriore criterio incorporato nel processo decisionale.
Anche i fatti più contenuti sono ideali, secondo Peter Buxbaum: “Come integratore di sistemi, dipendiamo dall’esperienza dei nostri partner principali. Stäubli offre un ottimo servizio clienti in Austria e Bayreuth. Possiamo accedere al supporto durante le simulazioni, ad esempio, e non ci vuole molto tempo per rispondere rapidamente e professionalmente a tutte le domande”.
Dai boschi di Vienna alla Cina
Tutto ciò porta a chiedersi: cosa ha spinto un fornitore cinese dell’industria automobilistica a scegliere un integratore di sistemi austriaco per mettere insieme una complessa linea di assemblaggio? Ebbene, oltre all’esperienza e alle competenze tecniche, tutto è nato anche da iniziativa personale: il proprietario dell’azienda, Peter Buxbaum, ha intrapreso un viaggio imprenditoriale in Cina nel 2015, quando è stato fatto il primo contatto. MMS è ovviamente riuscita a convincere con la loro proposta di progetto, il che è tutt’altro che sorprendente. Nonostante sia ancora relativamente nuova come azienda, conserva ancora una lista diversificata di riferimenti composta da attori globali nei settori automobilistico ed elettronico.
Peter Buxbaum: “Con la nostra offerta ‘one-stop shop’ composta da catene di produzione che combinano diversi processi di produzione, assemblaggio e test, siamo riusciti a affermarci con successo come specialisti nel campo della tecnologia di automazione”.
