Robot mobili nella produzione additiva

Dalla rivista:
Automazione Oggi

 

Oechsler vuole portare l’automazione nella produzione additiva a un nuovo livello grazie a un progetto pilota pionieristico nel campo della robotica mobile che utilizza MRS90 di Stäubli: un robot rapido, preciso, affidabile

Tradizione e innovazione sono importanti in Oechsler, un’azienda le cui origini risalgono al 1864. Negli ultimi 150 anni, l’ex officina artigianale è diventata un importante operatore nel settore della lavorazione delle materie plastiche, che rifornisce principalmente clienti dell’industria automobilistica, ma è attiva anche nei settori medico, di ingegneria industriale e degli articoli sportivi. Tra le tecnologie chiave dell’azienda c’è la produzione additiva, un campo in cui è stata tra i pionieri. Infatti, dispone di circa 150 stampanti, con processo liquido e polvere, situati nei due poli in Germania e Cina, dove produce materiale per l’industria sportiva e della moda, come suole per scarpe e caschi protettivi. Altro motivo del successo di Oechsler nella stampa 3D di componenti è la post-elaborazione multistadio, una vera svolta nella produzione industriale. Negli ultimi anni l’azienda ha acquisito una vasta esperienza nella post-elaborazione per la produzione in serie additiva di componenti, divenendo una delle poche aziende al mondo in grado di offrire una produzione con la stampa 3D su scala globale.

Massima flessibilità per le forniture

Michael Trottler, head of automation technology di Oechsler, precisa: “La nostra produzione di stampa 3D tocca il massimo livello di flessibilità. Possiamo tranquillamente stampare in lotti da un singolo pezzo, che in realtà è ciò che stiamo facendo per vari progetti, poiché i prodotti differiscono per profili e dimensioni. I nostri processi di stampa erano già altamente automatizzati, ma abbiamo identificato un buon potenziale per l’automazione nella post-elaborazione, che originariamente era eseguita manualmente”. Nella fase di postelaborazione, le parti prodotte nel processo additivo acquisiscono le proprietà meccaniche predefinite in varie fasi di lavoro, tra cui pulizia e trattamento termico. Questi passaggi, precedentemente eseguiti manualmente, richiedono la manipolazione di piastre con un peso che tocca i 5,5 kg. Il team aziendale cercava una soluzione innovativa per automatizzare questo passaggio. “Il robot mobile MRS90 di Stäubli sembrava perfettamente idoneo a questo compito. Soprattutto perché il sistema incorpora un TX2-90, un robusto braccio industriale a 6 assi con elevate prestazioni. MRS90 ha quindi soddisfatto tutti i criteri, tra cui evitare l’usurante sollevamento manuale di carichi pesanti” aggiunge Trottler.

Obiettivo: ridurre la manipolazione di carichi pesanti

L’arrivo del robot ha cambiato la qualità della produzione additiva. Viene eseguito manualmente solo lo scarico delle piattaforme delle stampanti 3D, che vengono poi inviate ai processi di finitura dove è integrato il robot mobile. Il risultato complessivo dell’integrazione di MRS90 è stato quello di ottimizzare il processo e creare un ambiente di lavoro collaborativo. Nella prima fase di post-elaborazione, i componenti stampati vengono puliti e preparati per la fase finale. Il sistema completo è costituito dal robot mobile MRS90, una stazione di pulizia dove viene rimosso il materiale residuo e una stazione di separazione. Grazie al robot, tutti i processi di movimentazione in questa stazione sono completamente automatizzati. All’inizio del processo, MRS90 si sposta dalla posizione di parcheggio alla postazione di lavoro, dove si collega al sistema utilizzando un meccanismo di accoppiamento. Si calibra in completa autonomia mediante un sistema di imaging e punti di riferimento sulla linea di produzione. La calibrazione, che dura pochi secondi, consente al robot di lavorare con una precisione di un decimo di millimetro. Il fattore rilevante è che MRS90 viene utilizzato per l’intero ciclo, come un robot fisso installato in modo permanente, e la piattaforma mobile non si sposta di un millimetro: eppure ha una sua logica implementare un robot mobile in un ambiente in cui la sua mobilità non viene sfruttata appieno. Lo spiega Trottler: “Nella stampa 3D rendere la produzione più flessibile è fondamentale, ed è per questo che abbiamo scelto MRS90. Quando verranno installate ulteriori linee di produzione, MRS90 si muoverà da una postazione all’altra. Inoltre, la sua adattabilità garantisce flessibilità alla nostra postelaborazione, consentendoci, eventualmente, di aggiungere altri processi”.

I compiti del robot mobile

Nell’attuale applicazione di MRS90, i componenti stampati in 3D vengono creati utilizzando il processo di stampa liquida, e qualsiasi materiale residuo deve essere rimosso con un processo di pulizia. MRS90 alimenta la stazione di pulizia con i componenti stampati; il tempo ciclo per la pulizia varia a seconda del tipo di componente, delle sue dimensioni e complessità. Il robot poi rimuove i componenti e li posiziona con precisione sulla stazione di separazione. Qui vengono staccati dalla loro piattaforma di costruzione e scaricati tramite un nastro trasportatore. MRS90 raccoglie le piattaforme vuote e le impila, pronte per il riutilizzo. Il robot è dotato di una pinza pneumatica doppia, che gli consente di gestire l’intera gamma di mansioni. L’inserimento nel sistema di pulizia, in particolare, richiede una sequenza di movimenti precisa e senza scatti per ottenere un bloccaggio sicuro nei supporti. Anche il meccanismo di bloccaggio a molla sul dispositivo di tenuta viene attivato dal robot con la sua pinza. La logica del dispositivo di distacco comunica con il controllore CS9 di Stäubli; un sistema di accoppiamento multiplo intelligente di Stäubli Connectors gestisce non solo l’alimentazione del sistema, ma anche la trasmissione dei dati basata su Ethernet.

I risultati promettenti del progetto pilota

Oechsler ha pienamente raggiunto ciò che si era prefissata di realizzare, scoprendo un nuovo lato dell’automazione: MRS90 svolge il suo lavoro in modo rapido, preciso e affidabile e l’obiettivo di sollevare i dipendenti da compiti gravosi è stato raggiunto. Il progetto non avrebbe potuto essere realizzato in modo così fluido, veloce ed efficiente, se non fosse stato per l’alto livello di competenza dimostrato dal team Oechsler e dal supporto professionale fornito da Stäubli. “La complessità di questo progetto pilota non è da sottovalutare” aggiunge Trottler. “Ci sono una serie di questioni chiave, dalla valutazione del rischio alla comunicazione fluida, che richiedono risorse e input. Siamo lieti di aver superato tutti gli ostacoli e di essere stati in grado di migliorare le nostre conoscenze, non da ultimo attraverso i corsi di formazione offerti da Stäubli, che saranno sicuramente di grande beneficio per noi anche in tutti i progetti futuri che coinvolgono la robotica mobile”.

Stäubli Italia – www.staubli.com

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