Programmi CAM nei turni di notte non presidiati

Scopri come Phoenix Contact automatizza la pianificazione del lavoro nella progettazione di stampi

La concorrenza globale nel settore della progettazione di stampi e modelli, i lotti in calo e i progressi delle tecnologie di produzione possono spostare l’impasse di una catena di processi velocemente dalla realizzazione alla programmazione NC. A dimostrarlo è la progettazione di stampi di Phoenix Contact a Blomberg, nella Renania Settentrionale-Vestfalia. Grazie al supporto della tecnologia di automazione in hyperMILL di OPEN MIND, qui la programmazione NC basata su CAM viene eseguita in modo completamente automatico per ampi tratti.

Da diversi anni la progettazione di stampi di Phoenix Contact, produttore di successo a livello internazionale di sistemi e componenti nel settore dell’elettrotecnica, elettronica e automazione, non viene solo aggiornata per soddisfare le esigenze delle nuove tecnologie e essere conforme all’Industria 4.0, bensì altamente automatizzata. Grazie ad un nuovo concetto di controllo e ad una logistica di produzione revisionata, i responsabili hanno creato la base necessaria, come spiega il Dott. Sven Holsten, direttore della progettazione di stampi a iniezione (presso Phoenix Contact chiamata „Tool Shop Plastics“): “Oggi controlliamo il nostro reparto di progettazione di stampi mediante una gestione shopfloor, applicando quotidianamente il controllo del processo. Così facendo, siamo riusciti a ridurre i tempi di attesa e accorciare il ciclo di produzione degli utensili in media del 50%”.

Phoenix3
Dott. Sven Holsten: “Il software CAM hyperMILL di OPEN MIND offre funzioni a livello di programmazione automatizzata non presenti in altri sistemi. Esse costituiscono la base per l’automazione nella pianificazione del lavoro”.

L’introduzione dei processi di produzione automatizzati è stata altrettanto importante: i progettisti di stampi utilizzano celle di produzione flessibili e differenziate per i diversi processi quali la fresatura, l’erosione a tuffo, la misurazione e il lavaggio. Tuttavia ciò non bastava. “L’automazione era assolutamente necessaria anche per la pianificazione del lavoro”, afferma Sven Holsten spiegando l’idea che avevano avuto lui e altri responsabili circa tre anni prima. Mediante un’analisi di processo nella programmazione CAM, è stato finalmente possibile identificare una serie di procedure in cui i dipendenti altamente qualificati svolgevano lavori abitudinari che richiedevano molto tempo. In tal modo, è stato possibile individuare i punti di partenza per un’automazione volta ad accorciare notevolmente i tempi di programmazione, consentendo di coprire parzialmente il turno notturno non presidiato.

Strumenti di automazione nei sistemi CAD/CAM

Per fortuna durante questo periodo OPEN MIND Technologies AG di Wessling ha ampliato notevolmente le possibilità di automazione presenti nel software hyperCAD-S e hyperMILL come la tecnologia feature, la tecnologia macro nonché le Customised Process Feature (CPF). Ora infatti è possibile salvare fasi di programmazione CAM riutilizzabili in modo completo e flessibile e farli eseguire in base all’evento. La lunga collaborazione con il partner CAD/CAM per la progettazione di stampi di Phoenix Contact ha contribuito in modo decisivo alla scelta di ricorrere all’automazione nella pianificazione del lavoro.

Phoenix2
Phoenix Contact ha automatizzato la pianificazione del lavoro per gli utensili per lo stampaggio a iniezione. In questo, i cicli sono stati velocizzati e i costi ridotti.

Innanzitutto, è necessario sottolineare che già all’inizio del 2017 tali misure hanno portato a risultati molto positivi. Per quanto riguarda la realizzazione degli elettrodi, ben la metà di tutte le programmazioni viene evasa in un processo batch automatico. Per il resto invece è ancora necessario l’intervento manuale del programmatore a livelli diversi. Ad ogni modo, il programmatore non deve più eseguire molte procedure di routine. Simili sono i vantaggi che si aspettano i responsabili per la progettazione di stampi nella programmazione di modelli e cavità, dove è possibile ricorrere all’automazione in una seconda e terza fase.

Quando il fornitore di automazione automatizza da sé…

Lo straordinario sviluppo della progettazione di stampi presso Phoenix Contact è sicuramente dovuto anche alla posizione leader dell’azienda a livello internazionale per la realizzazione di componenti, sistemi e soluzioni nel settore dell’elettrotecnica, elettronica e automazione. Circa 15.000 dipendenti sviluppano e producono in diverse sedi una varietà di componenti elettroniche e alimentatori di corrente, sistemi di automazione su base Ethernet e wireless, soluzioni di sicurezza per persone, macchine e dati, sistemi di protezione contro la sovratensione e infine programmi e strumenti software.

Phoenix Contact mira a un alto grado di integrazione nella produzione. In questo modo non vengono realizzati solo pezzi di plastica e metallo, bensì anche gli utensili necessari per la punzonatura e piegatura e lo stampaggio a iniezione. “Per tutti i siti”, spiega Sven Holsten: “Le progettazioni di stampi nei nostri siti in Germania, India, Cina e Polonia hanno dato origine a una rete globale che interessa la progettazione e la distribuzione del lavoro”.

Un partner innovativo dal lato CAD/CAM

Già a partire dagli anni Novanta, i progettisti di stampi di Blomberg collaborano con il produttore CAD/CAM OPEN MIND. Dal 2003 l’impresa ha cominciato a focalizzarsi sulla soluzione CAM hyperMILL, che grazie ai cicli altamente performanti a 2,5D, 3D e 5 assi e a una tecnologia feature e macro innovativa per quel tempo, è riuscita a soddisfare meglio le esigenze in aumento. Tuttavia, Sven Holsten mette in chiaro: “Una lunga collaborazione non indica necessariamente che bisogna fermarsi a un solo fornitore. Eseguiamo regolarmente dei benchmark in cui nostri fornitori devono dare prova di sé”.

Nel 2003 hyperMILL era leader nel confronto tra i sistemi CAM allora analizzati e ancora oggi mantiene salda la sua posizione. Holsten aggiunge ancora: “È interessante vedere come negli ultimi anni gli altri fornitori siano riusciti ad avanzare di grado grazie ai cicli proposti. Tuttavia, hyperMILL è passato nel frattempo allo stadio successivo, quello della programmazione automatizzata, assicurandosi così un netto vantaggio che ci ha consentito di gettare le basi per l’automazione nella pianificazione del lavoro”.

Apertura a una programmazione esterna

La flessibilità e la riduzione dei tempi necessari per l’elaborazione erano per OPEN MIND importanti obiettivi di sviluppo della tecnologia di automazione da raggiungere. Andreas Leser, direttore vendite presso OPEN MIND Germania, spiega: “Grazie al nostro modo di procedere, siamo in grado di creare le funzioni aggiuntive e i programmi più svariati per garantire un processo di programmazione CAM automatizzato. Mediante questa tecnologia è possibile accedere a una biblioteca che consente di integrare funzioni e oggetti di hyperMILL e hyperCAD-S in ampi scenari di programmazione facilmente modificabili. Sven Holsten descrive questo metodo così: “Sostanzialmente con questa tecnologia è possibile raffigurare in un programma tutto ciò che può essere realizzato manualmente con un sistema CAM – compresi i calcoli aggiuntivi – dove il programma si occupa dei passaggi automatizzati.

Phoenix1
Una base importante per l’automazione – Il Dipl. Ing. Johannes Nittinger del laboratorio di macchine utensili WZL dell’Università Tecnica di Aquisgrana (destra) si occupa, in collaborazione con il programmatore M. Sc. Fabian Böhm, della conversione delle basi descritte in precedenza in algoritmi e regole. Alla fine la programmazione automatizzata corrisponde alla prestazione di un programmatore esperto.

Sul piano pratico non è così semplice, soprattutto nel caso di Phoenix Contact che mira a raggiungere un’automazione completa. Per riuscire in questa impresa, il Dipl. Ing. Johannes Nittinger del laboratorio di macchine utensili WZL dell’Università tecnica di Aquisgrana ha elaborato per il suo dottorato dei principi importanti. Spiega a proposito: “Prima ancora di pensare a una programmazione automatizzata di un componente, è necessario descrivere in modo chiaro tutti i passaggi fondamentali della programmazione CAM”. Tra questi vi sono, ad esempio, l’analisi dei componenti, la selezione dell’utensile, la scelta di feature compatibili e così via.

Realizzazione graduale

In questo modo l’intero know-how creatosi nel corso degli anni nella programmazione di utensili doveva essere integrato nel lavoro di base. Un compito per cui era responsabile M. Sc. Fabian Böhm, sviluppatore di software presso Phoenix Contact. Solo dopo è stato possibile passare alle fasi successive, sviluppare e formulare algoritmi.

Poiché la complessità della programmazione CAM varia a seconda del tipo di componente, il team di automazione ha proceduto per gradi. Il processo ha avuto inizio con la programmazione di elettrodi e si è conclusa con successo. Hanno fatto seguito la progettazione di modelli con la programmazione di piastre portastampi e, infine, le cavità dell’utensile per lo stampaggio a iniezione. Presto anche questa complessa programmazione verrà automatizzata.

I vantaggi economici

Nils Domack, uno dei dipendenti con maggiore esperienza nella progettazione di stampi, è uno specialista di hyperMILL, in quanto già nel 2003 aveva acquisito dimestichezza con l’introduzione del sistema CAM di OPEN MIND. Per lui l’automazione rappresenta assolutamente un vantaggio: “Essa svolge per noi un ruolo importante, soprattutto nella produzione di elettrodi. Noi di Phoenix Contact produciamo infatti molti componenti in filigrana, quali morsetti, connettori, alloggiamenti, ecc., per cui dobbiamo mettere a disposizione utensili per lo stampaggio a iniezione sottoposti all’erosione a tuffo. La nuova forma di programmazione consente di risparmiare tempo e denaro per la produzione degli elettrodi in grafite richiesti”.

Grazie all’automazione nella pianificazione del lavoro, che comprende anche semplici lavori preliminari quali il caricamento e il salvataggio di un record o l’adattamento del sistema a punto zero, il lavoro dei programmatori altamente qualificati è stato notevolmente alleggerito. Per quanto riguarda gli elettrodi, è già possibile programmare in modo completamente automatico più della metà degli elettrodi da realizzare, a partire dall’importazione dei dati CAD fino all’esportazione dei dati NC ultimati. Il programmatore CAM svolge in questi casi soltanto il ruolo di “esaminatore”. Nel caso in cui il componente comprendesse, ad esempio, delle superfici per le quali l’automazione di hyperMILL non dispone di alcun utensile corrispondente, il sistema le evidenzierà con un colore. In questo modo il programmatore CAM ha la possibilità di constatare subito durante il ciclo di prova dove deve intervenire e, ad esempio, quale utensile utilizzare. Prima che il programma NC venga definitivamente avviato, il programmatore esegue in hyperMILL una simulazione completa del processo di lavorazione per assicurare la successiva sicurezza dei processi nei cicli.

Per saperne di più: Contatti

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...