Automazione di successo nell’automotive. Attrezzature compatte e performanti, grazie all’integrazione delle funzioni.
Come si può avere successo nel difficile mercato dell’automotive, soggetto a contrazioni, delocalizzazioni, ingresso di concorrenti dai paesi emergenti? La strada da percorrere è quella del dinamismo e dell’innovazione continua, come hanno fatto in AM, dinamica azienda di Piobesi (TO), che si è sempre occupata di progettazione e costruzione di attrezzature di assemblaggio e montaggio di parti, componenti e sottogruppi nel settore automotive. Vasto il campo d’azione dell’azienda che può realizzare soluzioni su misura per lastratura, montaggi meccanici, avvitatura, piantaggio e ogni azione necessaria su una linea di montaggio, con stazioni, isole robotizzate, linee ad alte prestazioni (fino a 60 vetture/ora) e attrezzature per prototipazione. In AM si gestisce l’intero ciclo produttivo all’interno, a partire dal taglio delle lamiere e dei semilavorati, lavorazione sulle macchine utensili, montaggio e collaudo con un’organizzazione dotata di grande flessibilità e capacità di seguire tutte le urgenze e richieste speciali dei clienti. Dal 2006 l’azienda è guidata dal titolare ing. Marco Ussei (fig.3) che ci conferma che «AM ha subìto un deciso ringiovanimento negli ultimi anni e oggi il personale ha un’età media di meno di quarant’anni. Si è puntato molto sulla formazione interna, assumendo giovani ragazzi appena usciti dalle scuole e cercando di fare della intercambiabilità del personale nelle diverse funzioni un nostro punto di forza». Oggi Fiat è il cliente principale, con prodotti destinati agli
stabilimenti italiani, serbi, polacchi, cinesi, brasiliani e messicani. AM sono anche le attrezzature realizzate per il montaggio di tutti i gruppi e sottogruppi meccanici sulla linea della nuova Maserati. L’azienda ha oltre 40 dipendenti e un fatturato di ca. 9 milioni di euro. Tutti gli impianti realizzati devono rispondere agli stretti standard Fiat-Chrisler che prevedono per le apparecchiature impiegate dimensionamenti e prestazioni sempre ai massimi livelli anche per rispondere a una comprensibile riduzione del numero di taglie presenti, dai PLC alle valvole. Inoltre tutte le attrezzature, in quanto dedicate a montaggi di primaria importanza per la vettura, devono «Garantire la tracciabilità assoluta delle operazione eseguite, con archiviazione dei dati per ogni vettura, dapprima organizzati in un database e quindi trasferiti a un sistema superiore – continua l’ing. Ussei – e inoltre noi siamo in grado di intervenire da remoto, con acceso alla rete dello stabilimento, per verificare e intervenire sul Pc o PLC e verificare i comportamenti della nostra macchina».
Un progetto originale
Il progetto esaminato in questo articolo è nato dalla richiesta Fiat di un’attrezzatura automatica per l’applicazione delle modanature sulla portiera delle Fiat 500 e 500L. La modanatura, posteriormente adesiva, viene applicata a macchina finita nella stazione precedente e, mentre transita su nastro trasportatore, in questa stazione deve essere fissata in maniera definitiva mediante una pressione controllata di10 kg. AM ha realizzato una stazione che comprende i cilindri di movimentazione delle slitte e il cilindro di lavoro vero e proprio (fig.1), con un rullo che scorre sulla modanatura, dotato di un controllo proporzionale della spinta in funzione della tipologia di modanatura e della fase di lavoro. Tutte le versioni di questa attrezzatura comprendono anche sensori e controlli in grado di evitare interferenze e collisioni tra la macchina e la vettura in arrivo, inoltre la macchina doveva essere piccola e compatta perché destinata a operare in spazi ristretti (fig.2).
È evidente che in questa applicazione c’era la necessità di impiegare valvole proporzionali. Queste necessiterebbero di una gestione in analogica, con una scheda ogni valvola e l’impegno nella realizzazione del cablaggio e nella gestione del controllo proporzionale sarebbe stato notevole. Si trattava dunque di coniugare la presenza di valvole proporzionali con l’esigenza di una particolare compattezza, semplicità di montaggio, cablaggio e di interfacciamento dei controlli con il sistema di gestione della linea. Pochi tubi e pochi cavi in vista. Il terminale Festo CPX si presta bene per questo impiego. Già conosciuto e applicato in AM da tempo e con piena soddisfazione del cliente, per questa applicazione è stato integrato di valvole proporzionali per il controllo della pressione, comandate tramite bus di campo. Il gruppo è modulare e quindi può ricevere tutti i moduli di input e output necessari, i segnali periferici della macchina, elettrovalvole e valvole proporzionali per soddisfare tutte le esigenze di questa applicazione. Dal monitor del PLC si imposta la ricetta di lavoro con la spinta necessaria, il segnale arriva al sistema CPX tramite connessione Profinet, le valvole proporzionali Festo VPPM integrate nel modulo CPX azionano il cilindro che esegue la pressatura della modanatura con la forza impostata e un doppio sistema in anello chiuso verifica che l’operazione sia sempre sotto controllo (fig.4). L’originalità del sistema consiste nella possibilità di gestire la valvola proporzionale tramite il bus di campo. Non ci sono schede analogiche e cablaggi a vista e il sistema può gestire fino a cinque valvole proporzionali. Il feed-back in anello chiuso per il controllo della forza effettiva sul cilindro, con arresto della linea in caso di anomalia, completa la dotazione garantendo la sicurezza necessaria su questi impianti. Le definizione del terminale da impiegare e della sua implementazione è stata seguita da Festo in stretta collaborazione con il cliente e i vantaggi si sono visti subito: installazione molto più veloce, non ci sono cablaggi e cavi da tirare, minori perdite di segnale. La definizione della ricetta di lavoro avviene in automatico o manualmente mediante touch-screen e il cambio di pressione al cilindro è più veloce per meglio seguire le varie fasi della lavorazione. La macchina risponde a tutte le norme CE sulla sicurezza e opera all’interno di una recinzione a cui si accede solo attraverso una porta. La produttività prevista è di 60 vetture/h, con la garanzia che non ci saranno perdite, sui tempi di ciclo previsti, superiori al 2% (fig.5). Ovviamente è assolutamente necessario rispondere alle prescrizioni della Direttiva Macchine e Festo offre alla sua clientela soluzioni già certificate per quanto riguarda la sicurezza, con investimenti contenuti e isole di valvole, moduli di input e PLC che possono essere forniti con il tipo di comunicazione voluta dal cliente e mirata alle sue necessità.
Più vicini al cliente
Festo vuole essere sempre più vicina al cliente, soprattutto in Italia che rappresenta il secondo mercato europeo dopo la Germania con ca. 110 milioni di euro di fatturato. Nel nostro paese, per la prima volta, Festo ha ribaltato completamente la precedente struttura organizzativa, basata su suddivisione geografica, creando una struttura con personale specializzato e dedicato ai singoli settori applicativi, tra cui Automotive e Light Assembly, Food e Beverage, Printing e Plastics. In effetti ogni campo applicativo è un mondo a sé con i suoi problemi e la risposta Festo è mediata da un tecnico che è uno specialista di quel settore e quindi non propone solo apparecchiature ma una soluzione che “parla” la lingua del cliente ed entra immediatamente nel merito dei problemi tipici di quel campo applicativo. Si è costituito pertanto un team specifico per ogni settore, sotto l’egida di un Industrial Sector Manager, che comprende tecnici commerciali più alcune figure trasversali, quale l’Application Engineer (che si occupa di prodotti e delle loro applicazioni) e il Customer Solution Consultant (che si occupa di soluzioni fuori catalogo, pannelli, prodotti speciali). Il risultato è che le soluzioni Festo incorporano le esperienze già fatte su applicazioni analoghe e permettono al cliente di avere velocemente la migliore soluzione possibile. Al termine della visita in azienda abbiamo posto alcune domande a Sergio Forneris, Customer Solution Consultant di Festo, che ha seguito questa applicazione.
Fig. 5 – Particolare del gruppo rulli della macchina AM installata sulla linea di montaggio.
Come vi rapportate al cliente di fronte a richieste per problemi complessi?
Il nostro approccio non è mai stato quello di vendere semplicemente dei prodotti ma soluzioni, soprattutto le soluzioni più efficaci per quel dato problema. Se siamo in grado di risolvere una problematica al cliente rendendo la sua macchina più competitiva, le ricadute saranno positive anche per noi.
Quali sono le richieste principali che provengono dal mercato dell’automazione?
Fondamentale in questo momento è la tecnologia del bus di campo. La tecnologia di comunicazione tra il sistema di gestione complessiva della linea e un determinato terminale deve essere compatibile e integrata. Con i nostri sistemi possiamo passare da un ProfiNet a un IO Link senza nessun problema.
Quali sono i prevedibili sviluppi futuri nel settore automazione?
Sempre più importante sarà il risparmio energetico a cui Festo dà delle risposte mirate. Oltre a ottimizzare il consumo di energia posiamo offrire componenti studiati per monitorare un impianto e segnalare consumi anomali di aria. Sensori di portata (serie SFAM) possono essere installati sul gruppo trattamento aria di una macchina, rilevano i valori nominali e segnalano variazioni non giustificate dal normale impiego della macchina. Inoltre abbiamo molte richieste di quadri completi che vengono progettati su misura per il cliente, realizzati in Festo e consegnati finiti. Lo stesso può avvenire per gruppi automatici di manipolazione, assemblati direttamente per il cliente finale che deve solo collegare l’alimentazione elettrica e l’aria compressa.
