Automazione che si è fatta valere

Su un nastro trasportatore, le strutture cariche di componenti vengono inserite nell'impianto di pulizia. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Dopo la pulizia, le strutture si spostano automaticamente al punto di prelievo corretto. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Otto robot Motoman GP12 preleva i pezzi e li posiziona nei KLT. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Un controllo della fotocamera durante il prelievo garantisce che i componenti siano correttamente posizionati nei KLT. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Le KLT riempite percorrono una linea di trasporto FMS di MiniTec verso lo scaffale, le scatole vuote vengono nuovamente messe a disposizione dei robot. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Per rispondere meglio alle fluttuazioni del volume degli ordini, il specialista HMT ha reso più automatizzata una linea di pulizia per componenti industriali di MiniTec – con notevole successo.

“Non solo pulito, ma pure pulitissimo” era una volta la promessa di una nota pubblicità di detersivi. Un simile obiettivo ha anche HMT – Häseler Metalltechnik GmbH di St. Georgen, quando si tratta di pulire componenti tecnici. L’azienda, fondata nel 1983, è specializzata in stampaggio e deformazione, nonché nella pulizia di componenti con elevati requisiti di pulizia tecnica. I clienti sono principalmente nel settore automobilistico. I pezzi lavorati sono per lo più componenti stampati che entrano in contatto con componenti elettrici e schede di circuito.

Joachim Hölzl, Direttore Tecnico dell’azienda, parla di una soluzione “tutto in uno” che HMT offre: “Abbiamo integrato lo stampaggio e la pulizia su una superficie di 12.500 mq. La nostra gamma di servizi va dallo stampaggio, deformazione e trafilatura fino alla pulizia dei pezzi – incluso l’analisi delle tracce di sporco residuo nel nostro laboratorio interno. Siamo in grado di soddisfare quasi ogni richiesta del cliente. La base di ciò sono il nostro reparto utensili, un parco macchine moderno e dipendenti impegnati con conoscenze approfondite nei dettagli. I nostri processi e procedure rispettano i più elevati standard dell’industria automobilistica.”

Volume di ordini variabile come sfida

HMT utilizza due impianti di pulizia. Si lavora con un normale carico in turni doppi, consentendo il passaggio di circa 40 milioni di componenti all’anno. In passato, molte attività del processo di pulizia erano svolte da dipendenti. Tuttavia, la carenza di manodopera si faceva sempre più sentire. Anche la collaborazione con agenzie di personale non ha portato a soluzioni soddisfacenti. La causa erano le variazioni settimanali volatili del volume degli ordini, spiega Joachim Hölzl: “Questo rendeva difficile pianificare le risorse in modo ragionevole – e anche reagire rapidamente alle nuove esigenze. Una settimana la domanda aumenta, e prima che si possano integrare le capacità con il personale, la settimana è quasi finita.”

Per il futuro, Hölzl desiderava pianificare e gestire con maggiore affidabilità e reagire in modo più flessibile alle variazioni di capacità. Questo obiettivo doveva essere raggiunto tramite una maggiore automazione – con particolare attenzione alla gestione dei carrelli con i componenti per il processo di pulizia e alla successiva rimozione.

Automazione per una maggiore flessibilità

Inizialmente, si sono riuniti con specialisti interni – sotto la guida di Tobias Seemann, responsabile del reparto automazione di HMT. È stata condotta un’analisi ABC dei componenti e discussi possibili approcci risolutivi. Hölzl spiega: “Abbiamo creato un laboratorio interno e iniziato con un robot di formazione per i primi test. I risultati sono stati molto impressionanti. Successivamente, abbiamo contattato Yaskawa, che ci ha fornito uno dei loro robot per i passi successivi. Quando abbiamo avuto certezza sulla fattibilità, ci siamo confrontati con MiniTec come system integrator. Abbiamo presentato le nostre visioni all’esperto di automazione Peter Müller e discusso con lui come potrebbe essere la linea, basandoci sul nostro capitolato d’oneri e di requisiti. Poi ha sviluppato un progetto per realizzare la soluzione e si è passati alla fase di implementazione.”

Dal risultato è nata una linea altamente complessa, in cui l’estrazione dei componenti puliti e il loro stoccaggio e scarico avvengono completamente in modo automatico. La configurazione con due posizioni di prelievo identiche garantisce capacità adeguata. Complessivamente, otto robot Motoman GP12 si occupano di rimuovere i supporti dei pezzi. I robot della serie GP sono noti per alte velocità, accelerazioni e precisione ripetibile. Il tutto è collegato a un sistema di magazzino completamente automatico. La linea, con dimensioni di 20 m x 10 m, è imponente.

Procedura attuale

I componenti da pulire dei clienti arrivano a HMT in diverse tipologie di imballaggio (contenitori a griglia, casse di legno, scatole di cartone, ecc.). Alla stazione di ricezione vengono – ancora manualmente – prelevati dai contenitori e fissati sui supporti di pulizia.

Successivamente, la linea preleva i supporti dal magazzino tampone. Attraversano, tramite un sistema a ponte, diverse zone di pulizia lungo una lunghezza di 60 m. Da lì, passano alla zona di asciugatura, poi alla cella frigorifera e infine alla camera sterile. A seconda delle specifiche tecniche dei componenti, il supporto di pulizia rimane lì per l’estrazione o prosegue verso la camera pulita, dove si trovano le postazioni di prelievo con i robot.

Poiché durante il processo di pulizia i componenti possono ancora muoversi, l’estrazione con il robot può presentare differenze tra una presa e l’altra. Per questo, si effettua una verifica tramite telecamera che determina le coordinate per posizionare correttamente i componenti nei KLT. In questo modo si garantisce che l’ordine di questi componenti non venga perso durante il passaggio ad altri reparti.

Controllo intelligente

Per la gestione, i supporti di pulizia ricevono un codice a barre che indica di quali pezzi si tratta e a quale stazione di prelievo devono essere inviati. Alla postazione di prelievo, le informazioni specifiche del prodotto vengono trasmesse tramite un’interfaccia tra il sistema di pulizia e le celle robotiche. Joachim Hölzl spiega: “In questo modo, il robot sa esattamente quale componente deve prelevare, in quale quantità. E sa anche che deve prelevarne quella quantità. Se un pezzo si perde, calcola il numero di pezzi atteso meno uno. Così, abbiamo sempre il conteggio corretto dei pezzi prelevati.”

Automazione del trasporto MiniTec

Ogni robot ha davanti a sé un KLT. Preleva i componenti dal supporto di pulizia e li inserisce correttamente nel contenitore. Quando raggiunge la quantità prevista, il KLT si muove automaticamente via, e il robot riceve un nuovo contenitore vuoto.

Il KLT riempito si sposta automaticamente lungo un percorso di trasporto verso uno scaffale di magazzino. Si tratta di un sistema FMS di MiniTec, ovvero un sistema di trasferimento in cui i contenitori vengono spostati tramite curve o piastre rotanti. Una particolarità della versione HMT è che non vengono utilizzati i tradizionali supporti (pallet), ma i KLT vengono mossi direttamente dalle catene di rotolamento.

Carico e scarico tramite shuttle

Accanto allo scaffale di magazzino si trova un sistema di gestione (shuttle), anch’esso sviluppato da MiniTec. Si occupa del caricamento automatico dei KLT e si muove avanti e indietro. Trasporta anche i componenti per l’ispezione visiva. Questa area è dotata di un centro di controllo, dove i dipendenti possono vedere quali pezzi sono nel sistema di magazzino. I pezzi da controllare possono essere richiesti tramite un pannello di comando. A quel punto, lo shuttle avvia lo scarico e mette a disposizione i KLT tramite un sistema di trasporto per l’ispezione visiva. Qui, i pezzi vengono valutati secondo i cataloghi di errori dei clienti. Se sono conformi, vengono imballati nella confezione specifica del cliente.

Flessibilità notevolmente aumentata

Già dopo il primo avvio, Joachim Hölzl percepisce i vantaggi della linea: “Il grande beneficio è la flessibilità. Oggi abbiamo il vantaggio decisivo di poter aumentare le capacità anche all’ultimo momento.”

Ma anche l’andamento del progetto soddisfa Hölzl: “La collaborazione tra MiniTec, Yaskawa e HMT ha funzionato molto bene e ha portato a un risultato eccellente. Come già detto, Yaskawa ci ha supportato fornendoci un robot. Ma anche MiniTec, come system integrator, ci ha dato un supporto intenso. Simulazioni, tempi ciclo, questi aspetti. È stata una collaborazione assolutamente positiva, anche con Peter Müller. La sua esperienza nel settore progetti e la sua competenza tecnica hanno rappresentato un enorme valore aggiunto, anche per HMT. La combinazione di Tobias Seemann e Peter Müller è stata fantastica. La comunicazione, la pianificazione del progetto e anche l’esperienza di MiniTec sono state molto apprezzate. Durante il progetto, sono state sviluppate molte idee. Sono state trovate continuamente piccole possibilità di miglioramento, che abbiamo implementato rapidamente. Così come hanno contribuito anche Marcel Therre e Phillip von Ehr, tutti veri team player.”

Ulteriore espansione dell’automazione come obiettivo

In generale, il responsabile di HMT è molto aperto all’automazione. Sta già pensando di passare dalla gestione manuale alla robotica anche per la gestione dei supporti di pulizia. Un altro tema riguarda l’estrazione dei componenti in camera sterile. “Abbiamo molti approcci, non solo in produzione. Anche in amministrazione ci sono molte possibilità di automazione, alcune delle quali abbiamo già implementato. In futuro, vogliamo analizzare tutti i settori per capire quali processi possono essere automatizzati, al fine di minimizzare gli errori umani il più possibile.” Di conseguenza, il reparto automazione è cresciuto fino a quattro persone.

E anche Yaskawa e MiniTec, grazie alle esperienze positive, continueranno a essere coinvolte anche in futuro.