Piegatura robotizzata: vantaggi e limiti

Una cella di piegatura robotizzata è un sistema che integra un robot e una pressa piegatrice ed è progettata per effettuare operazioni di prelievo, piegatura e depositi di profili in lamiera metallica.
Si tratta di una soluzione che nasce dall’esigenza delle aziende di rendere sempre più efficiente il ciclo produttivo, mantenendo bassi i costi di produzione senza compromettere la qualità.

L’era moderna dei processi meccanici è accomunata da un fil rouge: aumento del livello di qualità nella ripetitività dei processi di lavorazione. Nel campo della lavorazione della lamiera, migliorare costantemente la produttività è una delle sfide attuali più grandi, specialmente se consideriamo la crescente variabilità di forme, dimensioni e quantità dei pezzi che il mercato richiede.

Quali sono le possibili soluzioni? Come sempre, non esiste una formula adatta a tutti, ma esistono opzioni che meglio si adattano alla singola azienda.

Oggi parleremo della piegatura robotizzata e di come può migliorare la produttività aziendale.

Robot e Innovazioni nella Piega Industriale: Ultimi Sviluppi

L’automazione piegatura ha fatto passi da gigante rispetto a qualche anno fa, basti pensare ai cobot oppure ai magazzini automatici per l’attrezzaggio in macchina.

Prima dell’avvento dei cobot e dei robot antropomorfi, si utilizzava il robot cartesiano.

Si tratta di un braccio robotico che si scorre lungo un grosso telaio di acciaio posizionato di fronte alla piegatrice.

L’evoluzione tecnologica degli ultimi anni ha permesso di liberare il robot dalla trave di scorrimento orizzontale sopraelevata, dando vita al robot antropomorfo di piegatura.

L’automazione della piegatura

Il settore della lavorazione della lamiera sta conoscendo un’evoluzione tecnologica sorprendente, anche nel campo della pressopiegatura. Tradizionalmente la fase di piegatura è da sempre considerata il collo di bottiglia dell’intero processo, perché è dove si annidano i maggiori sprechi, sia in termini di materiale, sia di tempo.

Le soluzioni automatizzate agiscono su due fronti: velocizzare il ciclo di piegatura e ridurre l’errore umano.

Il cambio utensili automatico VICLA consente di attrezzare la macchina senza l’intervento dell’operatore. Programmabile da remoto o a bordo macchina, velocizza il ciclo di piegatura.

La cella di piegatura automatizzata solleva gli operatori da lavori faticosi, ripetitivi e poco stimolanti. Possono così dedicarsi ad altre fasi.

Vantaggi della piegatura robotizzata

Nella nuova smart factory, la fase di programmazione delle diverse fasi di lavorazione viene gestita dall’ufficio tecnico, che diventa il vero centro operativo dell’officino. Essendo tutto gestito da un unico posto, cessa la cattiva abitudine di avere programmi in macchina più precisi dei disegni tecnici, oppure di affidarsi ai soli appunti dei piegatori.

Riduce i costi

Diminuendo la discrezionalità del fattore umano si possono ridurre i costi. Gli impatti positivi includono la riduzione dello spreco di materiale e la diminuzione del ciclo produttivo (gli operatori possono dedicarsi all’ottimizzazione delle altre cicli produttivi). In più, si velocizza il lavoro delle persone coinvolte in altri ambiti.

Solleva gli operatori da attività ripetitive, faticose e rischiose.

Un altro aspetto da non trascurare è la salvaguardia della salute degli operatori, i quali, liberati dalle attività usuranti e pericolose, possono dedicarsi ad altre attività.

Gli operatori possono infatti cessare le movimentazioni manuali di grandi lamiere, annullare il rischio di schiacciamento delle dita durante la fase di piega, soprattutto per pezzi molto piccoli, ridurre rischi e fatica derivanti dal cambio utensili manuale.

Migliora la preventivazione dei lavori

Automatizzare consente di misurare con precisione l’impiego di tempo, materiale ed energia per produrre un pezzo. Questo consente di formulare preventivi più precisi ed elimina la discrezionalità del fattore umano. Quante volte capita di tarare il prezzo sulla base di operatori capaci che non sempre sono gli stessi che eseguiranno il pezzo?

In aggiunta, conoscendo a priori le tempistiche, l’energia e il materiale, l’azienda può fare delle previsioni accurate dei costi e delle vendite sull’anno in corso, migliorando la gestione complessiva dei flussi di cassa.

Piegatura robotizzata vs lavoro manuale

È una falsa convinzione comune credere che la piegatura automatizzata decreterà la fine di migliaia di posti di lavoro. Si diceva lo stesso dell’avvento del pc, ma i fatti hanno dimostrato che l’introduzione di una nuova tecnologia tende ad avere più effetti positivi che negativi.

L’automazione della piegatura spingerà allo sviluppo delle competenze umane. Le nuove skills spazieranno dalla manutenzione alla programmazione della macchina. Grazie al tempo recuperato, potrebbero nascere figure polivalenti in grado di svolgere più mansioni: ad esempio un laserista o un saldatore potrebbero imparare a gestire una stazione di piegatura robotizzata molto più rapidamente di una macchina manuale.

I piegatori quindi perderanno il lavoro?

Assolutamente no! Un robot non potrà mai sostituire il lavoro di un piegatore altamente specializzato, anche perché non tutto può essere automatizzato. Esistono infatti lavorazioni talmente complesse che devono essere svolte necessariamente dalla mano umana.

Sistemi di Controllo nella Piega Robotizzata: Ottimizzazione e Precisione

Per quanto avanzati, i robot di piegatura non sono in grado di capire se stanno lavorando correttamente e se il pezzo è riuscito. Per evitare spiacevoli situazioni in cui il sistema ha lavorato tutta la notte e ci si ritrova con una serie lavorata che presenta errori e incongruenze, è necessario dotarsi di sensori e sistemi di controllo della piega.

Il primo è il controllo dell’angolo. È composto da un sistema di lettori laser che corrono parallelamente al banco di piega. Questa soluzione garantisce l’angolo impostato senza alcuna correzione aggiuntiva.

Un altro accorgimento utile e che assicura il posizionamento corretto dei componenti è il sistema a sensori del registro posteriore.

Altri dispositivi molto utili sono inseriti all’interno del banco della piegatrice e servono a rilevare e compensare le naturali flessioni dovute allo sforzo in fase di piegatura.

Dispositivo di bombatura adattiva (VICLA Clever Crowning)

• assicura grandi risultati e non richiede conoscenze tecniche approfondite;

• regola la compensazione senza alcuna necessità di intervento da parte dell’operatore;

• garantisce una piega sempre perfettamente lineare anche su materiali non uniformi (per es. forati/asolati misti a materiale pieno).

Dispositivo di controllo delle flessioni strutturali delle spalle (VICLA Flex)

Flex permette di mantenere la stessa profondità di piega indipendentemente dalla lunghezza del foglio di lamiera.

Il CNC riceve i dati dai sensori di pressione dei cilindri, che vengono poi interpolati per stabilire la correzione da effettuare.

Limiti della piegatura robotizzata

Come per qualsiasi altro macchinario, sarebbe sbagliato pensare che una cella robotizzata di piegatura possa fare qualunque cosa.

Si tratta di limiti applicativi che bisogna conoscere e approfondire prima di procedere all’acquisto del macchinario, per non ritrovarsi poi scontenti dell’investimento fatto.

Se guardiamo il tema da un altro punto di vista, la domanda da farsi è: quali sono i fattori da considerare nella scelta di un impianto di piegatura automatica?

Che tipo di lavorazioni fai?

Il prerequisito essenziale è che il lavoro sia ripetibile, quindi non può includere la prototipazione. Questo perché non ha senso investire tempo nella programmazione di un prodotto che verrà fatto solo una volta e mai più.

Se un'officina produce regolarmente diverse parti per i clienti, invece, ecco che il programma può essere facilmente richiamato e potrebbe aver senso dotarsi di una cella robotizzata.

Inoltre, per trarre il massimo beneficio da un impianto robotizzato, è fondamentale assicurarsi di massimizzare la varietà di lavorazioni che è possibile produrre su di esso.

Quali sono i lavori migliori per una piegatrice robotizzata?

Sorprendentemente, si tratta di una gamma di applicazioni abbastanza ampia:

• i lavori ripetuti ad alto volume;
• i lavori a basso volume che si ripetono;
• i lavori pesanti possono tutti avere senso.

Valutare tutti i costi

Il costo di un impianto robotizzato è certamente importante, ed è innegabile che, per lo stesso prezzo, si potrebbero acquistare una o più piegatrici indipendenti. Il grande limite di questo ragionamento, però è che, per ogni piegatrice, serve un operatore. Siamo sicuri che il gioco valga la candela?

Quando si introduce un sistema automatizzato di piegatura è possibile ottimizzare anche le risorse umane. Un operatore esperto, infatti, può gestire una piegatrice indipendente mentre monitora una cella robotizzata.

Organizzare del lavoro e dello spazio

Oltre alla scelta dell'attrezzo della dimensione giusta, un'officina deve anche considerare come le parti verranno rimosse dalla cella. Saranno assemblate in kit, posizionate su un nastro trasportatore, rimosse attraverso una discesa o impilate su pallet?

Decisioni come queste influenzeranno i requisiti di lunghezza e larghezza della cella.

Monitorare sempre la produzione

È un falso mito credere che basti programmare in ufficio tecnico, premere avvio e aspettare che l’impianto faccia tutto il lavoro. Si tratta di una semplificazione che non tiene conto delle variabili che entrano in gioco quando si parla di lavorazione della lamiera.

Con una piegatrice classica, l’operatore può intervenire manualmente per manovrare il pezzo ed evitare eventuali collisioni. Nel caso di un impianto robotizzato, la piegatrice automatica farà solo ciò per cui è programmata, quindi la configurazione degli attrezzi deve essere precisa.

Un attrezzo fuori posto, infatti, potrebbe causare danni molto ingenti.

Per ogni seria è importante che l'operatore della piegatrice si assicuri che ogni parte sia al suo posto, perché il robot non può riposizionare la parte per adattarsi all'attrezzo fuori posto.

In definitiva, lavorare con una piegatrice automatica robotizzata richiede una grande attenzione ai dettagli.

Caso studio: carpenteria medio-pesante

Recentemente abbiamo installato un impianto di piegatura robotizzata in un’azienda che lavora particolari medio-pesanti. Il responsabile di produzione aveva individuato 10-15 parti che potevano essere gestite tranquillamente da una piegatrice robotizzata. Queste lavorazioni impiegavano solitamente due operatori e non erano eccessivamente pesanti da dover richiedere sempre l’utilizzo di una gru di sollevamento. Avevano però notato che quando la utilizzavano il ciclo di produzione tendeva a rallentarsi.

L’utilizzo di una cella di piegatura robotizzata ha permesso di velocizzare il ciclo di piegatura, impiegando una sola persona per la programmazione e il monitoraggio della produzione e, al contempo, liberando gli operatori dalla gestione di carichi pesanti.

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