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Abl realizza una linea con robot e sistemi di visione per assemblare particolari meccanici

Abl ha realizzato una linea automatica robotizzata con un sistema di visione per l'assemblaggio, il test e la marcatura laser di bilancieri per motori diesel destinati a mezzi di movimento terra di Volvo

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La Redazione

Il progetto seguito da Abl Automazione per un fornitore di Volvo, doveva soddisfare diverse esigenze. Serviva, in primo luogo, una linea che potesse gestire particolari meccanici appartenenti alla stessa tipologia, ma di forma diversa e con varianti differenti. Era necessaria, poi, una tracciatura al 100% della produzione, attraverso un datamatrix marcato su tutti i particolari. La linea doveva poter essere gestita anche da remoto, occorreva perciò interfacciarla con il sistema informatico aziendale, anche per gestire lo scambio dati di produzione/tracciabilità. Il controllo di tutte le fasi di montaggio doveva essere eseguito con test in linea, mentre nella fase di depallettizzazione/pallettizzazione i pezzi dovevano essere adeguati ai diversi formati e contenitori forniti dal cliente. La linea, infine, doveva funzionare 7 giorni su 7, 24 ore al giorno.

La soluzione

Il bilanciere, componente meccanico che trasmette il moto dall’albero a camme del motore alla valvola,  è composto da 6 componenti: un corpo (in ghisa o acciaio), un gruppo pin-roller (2 varianti), un gruppo vite-dado-button (2 tipi di vite, con/senza button). La linea realizzata da Abl è in grado di assemblare tre diverse tipologie di bilanciere (forma del corpo) con un tempo ciclo di 19 s.
L’asservimento alle stazioni di assemblaggio, test e marcatura è affidato a tre robot Abb tipo Irb4600, dotati di pinze speciali per consentire la depallettizazione dei corpi da assemblare e la pallettizzazione dei pezzi finiti.
I corpi sono alimentati tramite dei pallet all’interno dei quali, dentro un sacco di plastica di protezione, sono alloggiati su 11 piani (interfalde) i pezzi da portare in linea per l’assemblaggio. L’operatore provvede all’apertura della cassa e del sacco di plastica e il pallet, tramite rulliere, che possono lavorare alternativamente, viene inviato in zona di scarico verso il robot 1. Questo, tramite una telecamera Cognex IS7000, posizionata sulla pinza di presa, identifica dove sono i pezzi nel pallet (rulliera 1 o rulliera 2) e procede alla presa del pezzo (corpo) per caricarlo sulla tavola di assemblaggio pin e roller. Un sistema pneumo-elettrico calza il roller sul pin con tolleranze molto strette.
Successivamente, si inserisce  il gruppo pin-roller nel corpo per calzamento diretto con interferenza: si riscalda il pezzo tramite un induttore sagomato che porta la temperatura del corpo a circa 200° C. Il pin è preventivamente orientato da un sistema meccanico, perché i suoi fori di lubrificazione devono essere in coincidenza con i fori similari presente sul corpo del bilanciere.
Durante la fase d’inserimento sono controllate la forza di inserimento tramite cella di carico (tipicamente intorno a 1000 N) e la quota di inserimento (tolleranza tipica +/- 0,1mm). Un getto di aria raffredda il pezzo per consentire il blocco del pin dentro al corpo del bilanciere.
Il robot 1 provvede alla presa del pezzo premontato per portarlo alla tavola di assemblaggio vite-dado-button.
Il sistema è composto da due avvitatori elettronici controllati in coppia e quota, che provvedono ad avvitare le due tipologie di vite possibili, portandole alla quota prevista dal cliente (pretarata per il motore), provvedendo poi a serrarla tramite il dado.
La coppia di serraggio è 0,5Nm e la precisione della quota di posizionamento è di +/-0,1mm.
Il button di azionamento del comando valvola è poi inserito a calzamento sulla testa della vite, verificando il corretto montaggio.
A questo punto il pezzo è preso in carico dal robot 2, che provvede al trasporto del pezzo sulla tavola di marcatura laser, per la quale è stato selezionato un laser 3D Keyence MD-V9900 che adegua la focale alle diverse forme (non sempre piane) e ai diversi materiali.
La marcatura è composta da un Datamatrix, che consente di identificare i parametri con i quali è stato assemblato il pezzo, e da una serie di codici alfanumerici di identificazione.
Questi parametri, tramite il computer di linea sul quale è attivo anche il sistema Scada d’interfaccia uomo-macchina, sono inviati al sistema sovraordinato del cliente che gestisce il database dei dati, che potranno essere letti in qualunque punto delle linee produttive di assemblaggio finale del motore tramite apposito lettore.
Un lettore Cognex IS5110 verifica, infine, anche la qualità di marcatura secondo le linee guida Aim-Dpm, con risultato minimo B.
Lo scarico del pezzo dalla tavola è eseguito dal robot 3 che porta il pezzo alla stazione di lubrificazione e prova di rotazione.
In questa fase occorre essere certi che i fori di lubrificazione siano correttamente orientati e il gruppo pin-roller sia riempito di olio per essere pronto per le successive fasi. Il pezzo testato e lubrificato è pallettizzato dal robot 3 sui pallet di uscita.

I vantaggi

Dal punto di vista dell'efficienza offerta dalla linea, i vantaggi sono essenzialmente riferiti all'efficienza operativa, con un rendimento garantito al 97%, testato in fase di collaudo e di produzione, e a quella gestionale, con un controllo totale della linea e un controllo al 100% della produzione realizzata.
La sostenibilità del progetto è evidente nella possibilità di riciclare gli scarti eventualmente prodotti e di rinserirli nel processo produttivo, anche in fasi intermedie del processo. Il recupero degli scarti, in particolare, consente di ridurre fortemente le fasi di rifusione dei pezzi con conseguente risparmio, sia energetico, sia nei tempi di gestione di queste parti, che andrebbero altrimenti rinviate alla fonderia.

Abl realizza una linea con robot e sistemi di visione per assemblare particolari meccanici - Ultima modifica: 2012-09-14T15:50:46+02:00 da La Redazione