Dal 9 al 13 ottobre saremo presenti alla fiera BIMU di Milano, dedicata alle macchine utensili a asportazione e deformazione, robot, automazione, digital manufacturing, tecnologie ausiliarie e tecnologie abilitanti.

In occasione di questo importante evento, vorremmo approfittarne per fare un po’ di chiarezza e spiegare cosa sono esattamente le macchine utensili, oltre che approfondire il loro rapporto con i robot collaborativi e analizzare le applicazioni possibili in questo settore.

Iniziamo però col dare una definizione al concetto di macchine utensili.

Cosa sono le macchine utensili

Le macchine utensili sono macchine atte alla lavorazione di diversi materiali (anche se per uso comune di parla generalmente di metalli) prevalentemente mediante taglio, deformazione e distacco di piccole porzioni del materiale in lavoro. Ciò utilizzando diversi strumenti, a tagliente singolo o multiplo, che penetrano nel materiale sollevandone una parte, che quindi si stacca.
Il termine macchina utensile è solitamente usato per definire macchine che utilizzano una fonte di energia diversa dal movimento umano, pur necessitando della presenza di un operatore per mantenerle in funzione.

Queste macchine si contraddistinguono per 3 tipologie di movimento principali:
– Movimento di taglio: è il moto principale di lavoro, continuo e uniforme oppure intermittente, che caratterizza la lavorazione e genera il truciolo;
– Movimento di alimentazione: è il moto con il quale l’utensile avanza sul pezzo per raggiungere le parti non ancora lavorate;
– Movimento di appostamento: moto che determina la profondità di passata, ovvero la quantità di sovrametallo asportata durante un passaggio dell’utensile sul pezzo.

Tipologie di macchine utensili

La gamma di macchine utensili è veramente molto ampia, ma si possono ricondurre a 10 macro categorie:

1- Tornitrici
2- Fresatrici
3- Trapanatrici
4- Alesatrici
5- Macchine utensili a moto rettilineo
6- Dentatrici
7- Macchine utensili speciali (es. filettatrici)
8- Rettificatrici e molatrici
9- Superfinitrici
10- Affilatrici

Un particolare tipo di macchina utensile, che può appartenere a più categorie di quelle sopra riportate, è la macchina a controllo numerico, o CNC  (Computer Numerical Control).
Si tratta di macchine che vengono controllate da un dispositivo elettronico integrato, detto controllo numerico. Attraverso dei software vengono prestabiliti i movimenti e le funzioni della macchina, e questo le rende particolarmente utili per lavorazioni di precisione che richiedono tempistiche piuttosto lunghe.

Il rovescio della medaglia è che, essendo controllate da un software, le macchine CNC non hanno margine di controllo in caso di collisioni o imprevisti. Pertanto la gestione viene demandata ad un operatore, che ha il compito di impostare il programma, preparare i pezzi grezzi da lavorare e di intervenire in caso di problemi.

L’operatore d’altra parte deve adeguarsi  alle tempistiche della lavorazione macchina, con il risultato che si creano diversi tempi morti e che il lavoro risulta piuttosto ripetitivo e noioso. Una soluzione che viene sempre più adottata è quindi quella dell’integrazione di un robot collaborativo, che svolge le operazioni di asservimento macchina permettendo alla persona incaricata di svolgere attività maggiormente stimolanti.

Vediamo quindi com’è possibile realizzare un’interazione tra robot e macchine utensili.

Asservimento macchine utensili

L’asservimento macchine può essere un’attività ripetitiva e monotona: un robot collaborativo può essere utilizzato per questo tipo di operazioni, permettendo all’operatore di sfruttare meglio il proprio tempo per svolgere attività a valore aggiunto.

Un cobot è uno strumento flessibile, veloce da programmare e facilmente integrabile nella linea di produzione per rendere più efficiente il flusso produttivo (es. carico-scarico macchine utensili, gestione degli errori, cambio formato dei pezzi da produrre), oltre alla possibilità di svolgere il lavoro in turni extra, ad esempio di notte.

I robot collaborativi possiedono poi diverse funzioni di sicurezza: ad esempio i bracci Universal Robots, integrati con opportuni dispositivi (es. laser scanner, barriere fotoelettriche), hanno un sistema di sicurezza integrato che permette di rallentare i movimenti e la forza del robot automaticamente al rilevamento di una persona nell’area di lavoro, per poi riprendere la normale attività a pieno ritmo quando il campo è libero.

Potete leggere la testimonianza dell’azienda Etalex, produttrice canadese di sistemi di scaffalature che aveva bisogno di un braccio robotico flessibile da utilizzare per molteplici operazioni all’interno del poco spazio disponibile nell’area di produzione.

Robot e asservimento macchine CNC

Analizzando tre testimonianze aziendali differenti, è possibile notare come siano emersi i medesimi vantaggi dall’utilizzo di robot collaborativi per l’asservimento di macchine a controllo numerico.

La RSS Manufacturing and Phylrich aveva bisogno di incrementare la propria produzione di valvole per un ordine mensile di 700 pezzi. La loro macchina era in grado di produrre 400 valvole al mese in due turni, pertanto anche cercando di aggiungere un terzo turno non sarebbero riusciti a coprire la richiesta. Utilizzando invece un robot collaborativo è stato possibile mettere a punto il lavoro in 11 giorni, operando 24 ore al giorno 7 giorni a settimana.

La piccola azienda Thiele, composta da 10 dipendenti ha trovato invece nei bracci UR una soluzione ai problemi dettati dallo spazio ridotto e dalla necessità di un prodotto flessibile da spostare rapidamente da una macchina ad un’altra.

BOOG Machining Company è infine specializzata in piccoli volumi di produzione, e cercava un’attrezzatura per svolgere un’ampia varietà di processi, e allo stesso tempo di prevenire e ridurre i problemi di salute dei collaboratori causati dalle operazioni produttive.

Insomma le soluzioni offerte da un robot collaborativo sono molteplici, e nel prossimo articolo scopriremo nello specifico come automatizzare l’asservimento macchine con Universal Robots.

 

 

E se siete un’azienda interessata a saperne di più per un’applicazione di asservimento macchine contattateci