Applicazioni / Corpi serratura

DI SEBASTIANO MAINARDA

La chiave dell’automazione?
È la riconfigurabilità

Veloce, efficiente e riconfigurabile. Automac ha trovato il modo di automatizzare il processo di assemblaggio dei corpi serratura. L’impianto speciale semiautomatico, al lavoro presso lo stabilimento produttivo di Omec Serrature a Lumezzane con una cadenza di 200 pezzi/ora, è in grado di gestire l’assemblaggio di tre modelli di corpo serratura differenti per dimensioni e struttura semplicemente impostando il codice prodotto corretto e senza intervenire sulla parte meccanica. Grazie anche a un pallet, appositamente progettato, dotato di uno stativo universale che si adatta alle diverse tipologie.

Croce e delizia di chi progetta e costruisce macchine speciali è la necessità di dover tirare fuori dal cilindro una soluzione diversa e specifica per ogni singolo impianto. L’esperienza, è vero, corre in aiuto dei progettisti, ma per non essere sopraffatti da quella che potremmo chiamare enfaticamente “sindrome del foglio bianco” occorre aver ben presenti gli obiettivi di fondo della macchina che sarà realizzata.
Tutto ciò è assolutamente valido nel caso applicativo che vi raccontiamo qui. Un progetto in cui le scelte di automazione sono state opportunamente modulate per risultare armoniche con alcune esigenze fondamentali, espresse sì dal cliente, ma anche tipiche di un modo moderno di intendere gli impianti di assemblaggio. Efficienza produttiva, innanzitutto. Ma anche riconfigurabilità facile e veloce, semplicità d’uso e di manutenzione, riduzione dei costi di realizzazione e degli scarti. Senza dimenticare la caratteristica che distingue le macchine di assemblaggio, vale a dire la riduzione dei tempi di produzione, all’insegna della massima efficienza produttiva.
In questo caso, una cadenza produttiva di 200 pezzi/ora, vale a dire una serratura assemblata ogni 18 secondi.

La stazione di carico del corpo serratura. Sono evidenti le diverse tipologie che la macchina è in grado di processare.

Una macchina in grado di gestire potenzialmente fino a 99 varianti
“Il cliente aveva l’esigenza di automatizzare un processo che in precedenza veniva svolto in modo tradizionale – spiega Franco Perico, socio fondatore e amministratore di Automac – ma, soprattutto, ci ha richiesto una macchina che potesse processare diverse tipologie di uno stesso prodotto. Per questo abbiamo creato un sistema in grado di gestire tre diverse tipologie di serratura senza dover intervenire sui posaggi, ma semplicemente inserendo il corretto codice prodotto tramite il pannello di controllo. Potenzialmente, però, la macchina può gestire fino a 99 codici prodotto diversi”.
L’impianto, infatti, è stato concepito anche dal punto di vista meccanico per essere agevolmente riconfigurato, anche nel caso si dovessero processare nuovi modelli di corpi serratura. Semplicemente rimpiazzando lo stativo presente sul pallet, la linea è in grado di gestire ulteriori varianti di prodotto, con tempi di set up ridotti al minimo. Nel caso preso in esame, essendo già note le tre varianti, è stato possibile realizzare un pallet dotato di uno stativo universale, già predisposto cioè per adattarsi a ognuno dei tre modelli senza che sia necessario alcun set up. L’unico intervento, come detto, riguarda l’impostazione a monte del codice prodotto, che consente alla macchina di realizzare la variante desiderata. “È già successo – racconta Perico – che sia stato implementato un quarto modello. In questo caso è sufficiente modificare i posaggi e impostare le nuove quote”.

La cadenza produttiva è di 200 pezzi/ora,
vale a dire una serratura assemblata ogni 18 secondi

Un robot SCARA asservito da cinque autodistributori circolari
Il ciclo di lavoro della macchina (che spieghiamo in dettaglio nel box in alto su questa pagina) inizia con il carico manuale, da parte dell’operatore, del corpo della serratura nella prima stazione di lavoro. Ogni tipologia di corpo (ce ne sono tre differenti, come detto) prevede l’inserimento di perni in posizioni diverse. Il loro carico avviene in una stazione successiva, che vede l’ausilio di un robot SCARA Denso asservito da ben 5 autodistributori circolari, ognuno dei quali alimenta una diversa tipologia di perni. “Anche in questo caso – spiega il titolare di Automac – il processo si sviluppa in funzione del codice prodotto impostato sulla macchina, che guida il robot nel prelievo dei perni dai vibratori e nel loro posizionamento sul corpo della serratura, trasportato sul pallet in linea. L’approvvigionamento degli autodistributori circolari è affidato all’operatore, che viene avvisato per tempo dal sistema quando si avvicina il momento del refill dei componenti”.
È importante evidenziare che il progetto dell’impianto prevede la presenza di un solo operatore, il quale è responsabile, oltre che della supervisione complessiva della macchina, anche, come già visto, del carico dei pezzi e dell’impostazione del codice prodotto.

Il carico dei perni avviene con l’ausilio di un robot SCARA asservito da ben 5 autodistributori circolari,
ognuno dei quali alimenta una diversa tipologia di perni.

Ribaditura, avvitatura della flangia e scarico del prodotto finito
I perni inseriti nel corpo della serratura devono poi, naturalmente, essere ribaditi. Per questo, Automac ha predisposto due unità di ribaditura montate su assi controllati, in grado di orientarsi nella posizione corretta a seconda del codice prodotto impostato. “Ne abbiamo montate due, in grado di operare in contemporanea, per una questione di tempo ciclo – precisa Franco Perico – assicurandoci che i pallet fossero centrati e indexati in modo assolutamente preciso”.
Nella successiva stazione avviene il montaggio della flangia frontale della serratura. Anche in questo caso ci sono più tipologie di flangia, differenti in lunghezza e larghezza. Cambia, di conseguenza, anche l’interasse di avvitatura, gestito dall’unità di avvitatura autoalimentata, montata su asse elettrico, funzionale a fissare le viti che trattengono il frontale del corpo serratura.
A questo punto, il corpo serratura è stato completamente assemblato. Un sistema automatico si occupa dello scarico del pezzo su un tappeto e del trasporto in prossimità dell’operatore, al quale è demandato il compito di prendere il prodotto finito e metterlo nelle cassette per poi mandarlo al completamento. La linea è a pallet liberi con il ritorno dei pallet sul lato inferiore.

Automac ha predisposto due unità di ribaditura montate su assi controllati,
in grado di orientarsi nella posizione corretta a seconda del codice prodotto impostato.

Agevolare gli interventi di manutenzione
Fin qui, la struttura meccanica e il ciclo di lavoro della macchina progettata e realizzata da Automac, dotata di barriere di protezione sulla parte anteriore che non impediscono, tuttavia, il comodo accesso per interventi di manutenzione. “Nel progettare la linea – prosegue Perico – abbiamo deciso di posizionare tutti gli autodistributori sul retro dell’impianto, in modo da non ledere all’efficienza e all’ordine del sistema nel suo complesso. Allo stesso tempo, la configurazione dell’impianto consente un facile accesso agli operatori in caso di interventi di manutenzione. L’obiettivo è ridurre al minimo i tempi di fermo linea”.
Per quanto riguarda un altro aspetto cruciale, quello del controllo, su tutti i cadenzatori ci sono sistemi che verificano la presenza del perno. Sulla pinza del robot è previsto il controllo dell’avvenuto prelievo del perno stesso e del suo inserimento corretto in posizione, mentre la fase di ribaditura non necessita di controlli per via delle sue caratteristiche meccaniche intrinseche.
Nel caso dell’avvitatura, per mezzo di un sensore è possibile controllare la presenza della vite nella testa dell’avvitatore, i giri del motore quando avvita e che la vite stessa sia stata stretta nella posizione corretta.
Tramite il pannello di controllo, infine, è possibile visualizzare in tempo reale i parametri di produttività e rendimento della macchina, oltre alla diagnostica relativa alle singole unità.