Prima sono arrivati gli smartphone, poi le macchine e le case intelligenti. Ora, i visitatori del Metal Cutting Pavilion di IMTS 2018 – International Manufacturing Technology Show, evento che si tiene ogni due anni al McCormick Place di Chicago, e avrà luogo quest’anno dal 10 al 15 settembre, potranno sperimentare la crescita di produttività resa possibile con centri di lavoro intelligenti e connessi. “Il focus a IMTS è passato dalle velocità del mandrino e velocità trasversali, a come fornire informazioni pertinenti in modo che le officine e i fabbricanti possano gestire meglio le proprie risorse” afferma Marlow Knabach, Executive VP, National Engineering, DMG Mori USA. “A IMTS gli espositori del padiglione per il taglio dei metalli mostreranno come sia possibile monitorare elementi critici, quali la temperatura dei cuscinetti del mandrino, la vibrazione del mandrino, la temperatura delle viti a ricircolo di sfere, il livello del refrigerante e gli utensili per rilevare possibili tempi di inattività prima che si verifichino”.
“Le aziende ‘snelle’ hanno bisogno di approcci più intelligenti: il contatto con gli espositori del Metal Cutting Pavilion di IMTS 2018 li aiuterà a sviluppare nuove strategie per una produzione di parti più efficiente” afferma Peter R. Eelman, Vice Presidente – Exhibitions & Business Development presso AMT – The Association For Manufacturing Technology, che possiede e produce IMTS.
Oltre alla connettività, Eelman afferma che i punti salienti degli espositori di Metal Cutting Pavilion includeranno una maggiore collaborazione tra i fornitori di CNC e automazione, una maggiore integrazione dei processi per creare macchine multi tasking, oltre ai software più potenti e controlli CNC di semplice utilizzo.
Raggiungere percentuali di efficacia complessiva dell’attrezzatura (OEE) superiori all’80% nelle operazioni di produzione a contratto è più difficile rispetto alla produzione in volumi più elevati. Tradizionalmente, le officine non potevano utilizzare sistemi basati su software per l’automazione e il monitoraggio dei processi o protocolli di comunicazione basati su Ethernet perché il costo e la complessità erano troppo elevati. “I protocolli di comunicazione e il monitoraggio dei processi del sistema basati su software offrono notevoli risparmi in termini di costi e tempi per tutto il funzionamento del sistema” ha dichiarato Paul Gray, Ph.D., progettazione ferroviaria, front-end design e R&D manager presso Hurco. “Le piccole officine e quelli con componenti high-mix a basso volume che partecipano a IMTS 2018 scopriranno che i vantaggi di editing e automazione intelligenti sono alla loro portata”.
Knabach aggiunge: “Il ritorno sull’investimento per il monitoraggio delle macchine è così forte che sfiderei chiunque se non riuscisse a ottenere un ritorno sull’investimento entro un anno”. Il ROI è veloce perché il monitoraggio di solito comporta un OEE significativamente più basso del previsto. “Comprendere i tassi di utilizzo, le cause di allarmi frequenti e l’usura prematura degli utensili e molto altro sono cose possibili con una connessione, specialmente dopo lo sviluppo di dispositivi conformi a MTConnect”. Per quanto riguarda le aziende che non sono preparate alle operazioni basate su cloud o che non sono in grado di farlo a causa di normative specifiche del settore (ad esempio aziende che si occupano di difesa), scoprono che macchine, dispositivi e sistemi in rete possono funzionare completamente dietro un firewall aziendale.
Automazione e integrazione CNC
Oltre alle dimostrazioni di monitoraggio di macchine e apparecchiature nell’Industria 4.0, gli espositori mostreranno che il miglioramento dello scambio dati è essenziale per la produzione intelligente. Un esempio potrebbe essere un CNC, un robot di caricamento/scaricamento delle parti e una CMM, tutti collegati insieme per creare un sistema chiuso che aggiorna automaticamente gli offset degli utensili. La semplice sostituzione delle parti è un’altra applicazione. “L’automazione era più costosa e difficile a causa della necessità di semplici connessioni I/O e di riprogrammare un PLC durante la modifica delle parti” afferma Gray. “I produttori di CNC e i distributori di automazione lavorano insieme per fornire una perfetta integrazione tra controllo CNC e controllo robot, così quando i sistemi software comunicano tra loro con una connessione Ethernet, gli utenti possono riunire tutti gli aspetti del lavoro, offrendo un nuovo livello di flessibilità e semplicità nella sostituzione delle parti nelle celle di produzione”.
Hurco a IMTS 2018 mostrerà l’integrazione dell’automazione nell’ambito delle celebrazioni per il suo 50° anniversario. Un robot collaborativo eseguirà la scansione 3D dei volti dei visitatori, generando un modello solido da tali dati e quindi creando un CNC a 5 assi da un CNC cilindrico in alluminio o a 3 assi. Lo stampo verrà tagliato in una moneta di ottone. Entrambi i CNC saranno collegati a sistemi robotici completamente automatici, coordinati da un sistema centrale di gestione dei lavori.
Integrazione dei processi
Come per l’automazione, l’integrazione dei processi continua a guidare la tecnologia necessaria per eliminare l’intervento manuale e per aumentare i tassi di OEE. Torni e mulini si sono trasformati in un’unica piattaforma, la rotazione del mulino. “I costruttori di macchine stanno ora espandendo le loro capacità. Esempi da osservare a IMTS sono CNC a 5 assi, che possono anche includere piani cottura, ruote dentate e rettificatrici” afferma Knabach. “Integrando il software di ispezione e una sonda, la macchina può convalidare il profilo della parte prima di essere rimossa dalla macchina, eliminando la necessità di riallineare la parte quando è richiesta una lavorazione aggiuntiva, riducendo il numero di manipolazioni e dispositivi. In parte, l’integrazione dei processi aumenta la precisione della parte e migliora l’OEE”.
Queste macchine multi tasking sono adatte per le aziende con spazio sul pavimento limitato e coloro che non hanno bisogno di una speciale dentatrice a creatore, come Centri di ricerca e sviluppo, centri MRO e laboratori per l’industria dei trasporti.
Controlli
I produttori di CNC e di controlli vogliono tutti migliorare l’esperienza del cliente, e i percorsi sono diversi quanto gli espositori del Metal Cutting Pavilion. Afferma Eelman: “L’industria manifatturiera è ora influenzata da esperti di software per portare nuove prospettive. Spesso, l’inserimento del codice G viene sostituito dall’importazione e modificazione del modello digitale, mentre i controlli graficamente intensivi coinvolgono le giovani generazioni che entrano nello staff”.
“Le innovazioni di IMTS 2018 comprendono l’importazione di modelli solidi, una tecnologia che importa i modelli CAD 3D direttamente nel CNC” afferma Gray. “Gli utenti non devono inserire numeri o scorrere le schermate, semplicemente fanno clic sulle parti del modello CAD che vogliono tagliare e l’importazione di modelli solidi crea automaticamente i blocchi di dati, riducendo drasticamente i tempi di programmazione”.
Gray osserva che le funzioni per modificare i componenti ora possono essere semplici come selezionare la geometria su un touchscreen, e il codice corrispondente (NC) o il blocco dati (conversativo) appare automaticamente, senza che l’utente debba perdere tempo per cercare fra le linee dei codici cosa deve essere cambiato.
Knabach aggiunge: “Gli HMI di oggi forniscono all’operatore informazioni rilevanti per il funzionamento della macchina a un certo punto e in un certo momento. I monitor multi-touch sono dotati di simboli, mentre una serie di applicazioni aiuta l’operatore a preparare gli ordini di produzione e, naturalmente, i produttori continuano a sviluppare nuove app”.
Knabach concorda inoltre con Gray: “I produttori di macchine ora progettano dei controlli, per collegamenti con standard come MTConnect con gli altri sistemi sovraordinati di produzione. L’integrazione olistica del CNC nel resto dell’organizzazione è ora il nostro approccio standard per garantire che possiamo approfittare dell’Industry 4.0”.
Eelman dice che restare aggiornati con la nuova tecnologia di taglio dei metalli avrà un focus molto ampio a IMTS 2018. “Il CNC costituisce ancora il cuore del trattamento, ma gli utenti che desiderano un elevato utilizzo, valuteranno i CNC nel contesto di una cella di produzione digitale connessa, inclusa l’automazione, CMM, sistemi aziendali e altri dispositivi. Con il Metal Cutting Pavilion e altri nove padiglioni tecnologici, IMTS 2018 offre ai visitatori l’opportunità unica di valutare tutte queste nuove tecnologie in un unico luogo”.