Progettazione e realizzazione di segatrici

Scoprite il porcesso ISTech per la realizzazione di una segatrice personalizzata, basata su esigenze specifiche: dal progetto alla realizzazione del prodotto

  • L’attenzione alle esigenze dell’utente da parte di ISTech apporta benefici da entrambe le parti
    L’attenzione alle esigenze dell’utente da parte di ISTech apporta benefici da entrambe le parti
  • L’intensità di utilizzo alla quale presumibilmente andrà incontro il macchinario condurrà a progetti diversi
    L’intensità di utilizzo alla quale presumibilmente andrà incontro il macchinario condurrà a progetti diversi
  • La centralità della continuità nella produzione porterà a realizzare accorgimenti finalizzati a garantire l’affidabilità e minimizzare i fermi macchina
    La centralità della continuità nella produzione porterà a realizzare accorgimenti finalizzati a garantire l’affidabilità e minimizzare i fermi macchina
  • In particolare, per i macchinari che lavorano in logica 4.0, è fondamentale la personalizzazione del software
    In particolare, per i macchinari che lavorano in logica 4.0, è fondamentale la personalizzazione del software

Non tutti sono a conscenza di come nascono le soluzioni ISTech per il taglio metalli, ben note nel settore: un’analisi del percorso di sviluppo dal progetto alla consegna permette di comprendere quali sono le caratteristiche che distinguono le soluzioni di questo produttore.

Analisi e comprensione delle esigenze specifiche

Il progetto di una segatrice nasce sempre dall’analisi delle richieste dell’utente. Che si tratti di un “tipo ideale” di utente, nel caso delle segatrici che poi entreranno a far parte del catalogo, o di un interlocutore reale per gli impianti realizzati ad hoc, ISTech inizia sempre dalla domanda: quali esigenze dovrà soddisfare la macchina?

La risposta a questa domanda è il risultato di un processo di interazione continua con l'utente. Il reparto di progettazione tecnica di ISTech prende in esame esigenze concrete e richieste specifiche, mantenendo un dialogo continuo con l’utente durante tutta la fase di progettazione.

Un dialogo orientato a soluzioni costruttive

L’attenzione alle esigenze dell’utente da parte di ISTech apporta benefici da entrambe le parti: in alcuni casi questo dialogo ha portato all’identificazione di soluzioni costruttive che sono poi entrate a far parte dell’offerta ISTech. A titolo esemplificativo si possono citare il miglioramento dell’interfaccia del pannello utente (resa sempre più razionale ed intuitiva), la gestione dell’avanzamento della testa di taglio per le barre temprate, o l’avvicinamento della spazzola alla lama in base al suo grado di usura.
Sono molteplici gli aspetti che influenzeranno il progetto e l’aspetto dell’impianto di taglio pronto all’uso. A seconda che si tratti di una segatrice destinata alla produzione di piccoli lotti o grandi serie, e della frequenza con la quale si dovrà cambiare il tipo di lavorazione, le soluzioni proposte in fase progettuale potranno cambiare anche di molto.

L’intensità di utilizzo alla quale presumibilmente andrà incontro il macchinario condurrà a progetti diversi a seconda che la segatrice sia destinata alla prototipazione occasionale o alla produzione automatizzata e continua. Un altro elemento che influenza le scelte progettuali è il tipo di materiale che andrà tagliato; le segatrici ISTech sono molto versatili e si prestano a tagliare tutti i tipi di metallo, ma sapere sin dall’inizio se il metallo da tagliare varierà di frequente o se sarà sempre lo stesso porterà a soluzioni diverse.

Fondamentale è poi la dimensione dei pezzi che dovranno essere tagliati, che determinerà, oltre alle caratteristiche della parte dell’impianto destinata al taglio vero e proprio, anche le soluzioni adottate per il carico e lo scarico dei pezzi. La centralità della continuità nella produzione porterà a realizzare accorgimenti finalizzati a garantire l’affidabilità e minimizzare i fermi macchina. Saranno infine determinanti gli standard che il utente dovrà rispettare in termini di qualità del taglio.

Personalizzazione del software e automatizzazione delle attività

Una volta chiarite le esigenze e le aspettative dell’utente, ISTech progetta la segatrice di conseguenza. In particolare, per i macchinari che lavorano in logica 4.0, è fondamentale la personalizzazione del software; per gli impianti, oltre all’aspetto dell’IT, è importante personalizzare anche le soluzioni meccaniche per la gestione del materiale in entrata e in uscita.

Per le segatrici destinate a un uso non presidiato, sarà fondamentale automatizzare per quanto possibile le attività di controllo del processo.

Previsione in fase progettuale di sensori per la stabilità di processo

Per questo motivo è importante prevedere già in fase progettuale la presenza di sensori in grado di verificare che il processo sia stabile.

Un sensore denominato deviolama, che permette di valutare la qualità del taglio durante il processo, eviterà ad esempio tagli non conformi agli standard qualitativi, correggendoli e autoregolandosi; se la deviazione risultasse impossibile da correggere senza intervento dell’operatore il sensore interrompe il taglio, evitando di creare pezzi non conformi che implicherebbero uno spreco del metallo oggetto della lavorazione. Altri sensori (celle scarico) valutano la pressione di taglio; è possibile inoltre controllare l’assorbimento di potenza del motore lama. Nel caso di superamento di questi parametri, la macchina è in grado di introdurre correttivi, segnalare l’anomalia o, in caso di scostamento tale da poter danneggiare i pezzi in lavorazione,  interrompere il processo.

Un altro aiuto nel caso di lavorazioni non presidiate è l’automazione del posizionamento della spazzola puliscitrucioli motorizzata. La spazzola è soggetta a usura; un posizionamento fisso implicherebbe una riduzione dell’efficacia molto rapida, ma il sistema di posizionamento automatizzato avvicina la spazzola ai denti della lama a mano a mano che la spazzola stessa si consuma, mantenendo la pulizia costantemente accurata.

Una soluzione su misura per ogni situazione

Le caratteristiche delle segatrici variano naturalmente anche a seconda del materiale che verrà lavorato in via prevalente o esclusiva. Per l’alluminio, ad esempio, il taglio è molto più veloce rispetto a materiali più resistenti; cambia quindi innanzitutto il riduttore, ma non solo. La velocità di taglio implica che verranno generati molti più trucioli in un dato intervallo di tempo: l’evacuatore trucioli viene quindi progettato con una capacità maggiore. Inoltre, l’alluminio essendo il metallo leggero per eccellenza, produce trucioli che galleggiano; il sistema di filtraggio del liquido lubrorefrigerante deve essere quindi creato tenendo presente questa particolarità.

Se il materiale oggetto di lavorazione è la ghisa, il taglio generalmente avviene senza l’ausilio di refrigeranti, ma questo può portare al surriscaldamento di alcune parti del macchinario; per ovviare  questo problema si possono studiare sistemi di lubrificazione minimale o, in alternativa, progettare la segatrice con materiali in grado di sopportare temperature elevate senza perdere in efficienza. Per determinati impieghi dove l’utilizzo di liquidi non è possibile a causa della complessità di decontaminazione del refluo, come e centrali nucleari, si possono studiare anche sistemi di raffreddamento ad aria. Altri accorgimenti potranno essere studiati per ottimizzare efficienza e qualità del taglio nel caso di materiali molto delicati come i metalli cromati.Oltre alla durezza del materiale, anche le dimensioni dei pezzi da lavorare possono portare a scelte progettuali diverse.

Caricamento automatico delle barre

Nel caso dei sistemi automatizzati che tagliano pezzi di grandi dimensioni, sicuramente il caricamento automatico delle barre è un grande vantaggio, ma se al mattino l’operatore si trova a dover scaricare tutta al produzione del turno precedente può perderci ore, per tacer della fatica.

Uno studio approfondito del processo degli impianti non presidiati permette di automatizzare anche lo scarico e la pallettizzazione dei pezzi tagliati; l’operatore trova così tutto in ordine e procede alle lavorazioni successive senza soluzione di continuità. L’affidabilità dei tempi di taglio è molto maggiore e l’azienda ha la possibilità di far fronte in modo puntuale alle richieste last-minute, con un ottimo ritorno anche in termini di immagine.

A seconda che il focus della produzione sia posto sulla velocità di taglio, sulla possibilità di gestire il trasporto di barre anche molto pesanti o su altri aspetti, gli accorgimenti da adottare nella progettazione dell’impianto porteranno a macchine che, pur somigliandosi a prima vista, incorporano in realtà tecnologie molto diverse e personalizzate per ogni situazione.

Nel caso di lavorazioni particolarmente difficili, per preservare i materiali dai danni che potrebbero essere causati da errori di taglio, l’impianto potrà essere dotato di sistemi automatici che interrompano la lavorazione prima che il danno si verifichi, in modo da minimizzare gli scarti e massimizzare l’efficienza del processo produttivo.

Qualora i pezzi tagliati debbano rispondere a requisiti qualitativi particolarmente stringenti, l’adozione di sensori potrà salvaguardare la qualità della lavorazione: ad esempio, i sistemi di misura laser consentono il posizionamento del pezzo controllandone la dimensione e la congruenza con il taglio e fermando il macchinario nel caso di deviazioni oltre un limite predeterminato.

Gli elementi della segatrice

Quali sono gli elementi principali della segatrice e quali caratteristiche di questi elementi possono influenzare le prestazioni dell’impianto finito?

Si parte dal basamento: lo studio di questa parte della segatrice è molto importante in quanto è qui che avviene la gestione del truciolo. Negli impianti di taglio ad alta velocità, dove la generazione del truciolo è molto intensa, studiare un basamento che permetta di convogliare il truciolo allo smaltimento in modo efficiente è fondamentale.

Anche le colonne di scorrimento sono fondamentali per dare solidità e rigidità alla testa di taglio: rispetto alle guide lineari, doppie colonne di dimensioni importanti realizzate in metallo cromato minimizzano le vibrazioni fornendo una garanzia di taglio più preciso.

Per quanto riguarda le lame, sono in grado di far la differenza in termini di qualità del semilavorato o prodotto finito: per questo è importante poter scegliere fra una vasta gamma di lame.

Le tipologie di lame sul mercato sono molteplici ma si possono distinguere due categorie principali: lame bimetalliche, le più diffuse, e lame con denti riportati in metallo duro, che consentono di tagliare ad alta velocità i materiali più difficili. Per preservare la durata utile delle lame con denti riportati, le segatrici ISTech dispongono di un meccanismo in grado di allontanare il materiale durante la risalita dopo il taglio, riducendo notevolmente il rischio che i denti si danneggino in questa fase.

L'interfaccia con l'operatore

Un altro elemento fondamentale da tener presente nella progettazione della segatrice ideale è l’interfaccia con l’operatore.
Le soluzioni create da ISTech per le proprie segatrici permettono di programmare, eseguire e memorizzare per uso futuro i parametri delle operazioni di taglio, raggiungendo così, dopo una rapida curva di apprendimento, risultati perfetti e ripetibili. ISTech è stata da questo punto di vista pionieristica nel realizzare sistemi compatibili con i principi di Industria 4.0, iniziando ben prima che questo modello di produzione si diffondesse: la registrazione dei parametri di taglio per le segatrici automatiche dell’azienda è offerta da molto tempo. I log automatici sono in grado di recuperare la storia dei tagli effettuati, indicando il tipo di lama utilizzata, il tempo di lavorazione e il numero di metri quadri tagliati fino a quel momento, in modo da valutare l’efficienza del macchinario e intervenire per tempo quando occorre sostituire la lama o effettuare altre operazioni di manutenzione.
Le segatrici ISTech si possono integrare perfettamente con i gestionali aziendali, in modo da poter accedere a banche dati molto ampie e ottimizzare i processi di lavorazione.

L’interfaccia delle segatrici automatiche ISTech permette inoltre di svolgere molte operazioni da remoto, come la modifica dei programmi di taglio, e effettuare anche diversi interventi di manutenzione: questo consente al macchinario di funzionare senza la presenza continua dell’operatore e intervenire solo in caso di necessità, massimizzando efficienza e produttività.

Un esempio concreto

Per chiarire come la combinazione delle diverse variabili progettuali porti a un progetto ottimale può essere interessante considerare l’esempio dell’impianto realizzato per un’importante azienda produttrice di vagoni ferroviari. L’azienda ha richiesto un impianto automatico per il taglio degli assili dei treni; questi devono essere ricavati da barre di metallo forgiato che solitamente non sono perfettamente cilindriche, tendendo ad assottigliarsi alle estremità. Le barre si presentano quindi con differenze che possono rendere ciascuna di esse più adatta a trasformarsi in una particolare tipologia di assile (ne esistono diverse centinaia). Per ciascuna barra, una volta identificato il tipo di assile che meglio si presta a esserne ricavato, è possibile individuare il punto ottimale di taglio, massimizzando così la produttività. Riconoscere il tipo di barra è quindi essenziale per procedere alla lavorazione nel modo più efficiente.

La selezione della barra è storicamente stata compiuta manualmente, basandosi sull’esperienza degli operatori, che poi trasportavano manualmente il pezzo a una segatrice per tagliarne un’estremità; a quest’operazione seguiva il taglio dell’altra estremità.

La soluzione di ISTech ha reso più rapida ed efficiente questa lavorazione: un sistema laser scansiona il profilo della barra per tutta la sua lunghezza (che solitamente è di circa 4 metri), riconosce a quale tipo di assile è più adatta e identifica i punti di taglio ottimali alle estremità. A questo punto due teste di taglio lavorano in contemporanea, una a ciascuna estremità della barra, per velocizzare i tempi e ridurre le movimentazioni del materiale. L’assile finito viene poi trasportato da una navetta automatizzata fino alla giusta posizione nel deposito. Rispetto all’opzione manuale, la riduzione di sfridi e il risparmio di tempo sono chiaramente notevoli.

Un servizio completo

L’utente è rimasto molto soddisfatto dell’impianto fornito da ISTech che ha permesso alla sua produttività di crescere notevolmente. Ha inoltre potuto apprezzare l’alto livello dell’assistenza, con personale preparato e disponibile in grado di risolvere ogni dubbio con consigli pratici e risolutivi in tempi molto rapidi.

ISTech ha confermato così che la segatrice ideale per le esigenze di ogni azienda esiste, e se non è ancora disponibile sul mercato, può essere progettata e realizzata con ottimi risultati.