La macchina da taglio laser come parte di un più ampio contesto di automazione

La necessità di adattarsi a tempi di lavorazione sempre più ristretti e il bisogno di rimediare alla carenza di personale qualificato hanno spinto il settore della lamiera verso un approccio sempre più automatizzato del processo produttivo, in linea con i progressi dell’Industria 4.0. Gli imprenditori si trovano a dover realizzare pezzi o prodotti finiti in tempi che continuano ad accorciarsi, e il ricorso alle automazioni che vanno a supportare ed integrare le macchine possono rivelarsi un atout vincente. La macchina laser è una delle protagoniste di questa evoluzione che si sta affermando sempre di più, in forme e gradi diversi.

In generale, tanto i produttori quanto gli imprenditori tendono molto spesso a considerare la macchina laser per il taglio della lamiera come parte di un processo più globale e non più come un macchinario stand-alone. Questo slittamento di prospettiva ha modificato il ventaglio di criteri di scelta di una macchina laser, per cui l’imprenditore non deve più concentrarsi unicamente sulle caratteristiche del macchinario ma valutare il processo nella sua complessità, e quindi le automazioni.
 

Le automazioni che vanno a servire la macchina laser possono situarsi tanto a monte, per recuperare la materia prima, quanto a valle, per gestire la lamiera tagliata. A monte come a valle troviamo magazzini automatici a torri singole o doppie e carrelli elevatori, AGV a guida automatica, a monte sistemi di carico automatico della lamiera sulla macchina e a valle soluzioni di scarico, sistemi di sorting e palettizzazione.

A seconda della produzione e del tipo di azienda, la lamiera tagliata può anche passare automaticamente alle lavorazioni successive, invece di essere palettizzata per la consegna. Viceversa, se si tratta di un terzista e il pezzo tagliato dev’essere alla fine del processo pronto per la spedizione, si possono raggiungere catene di automazioni tali da garantire tutte le tappe, come ci dice Michele Turrisi, Amministratore Delegato - TRUMPF: “Siamo in grado di offrire impianti di taglio con cambio pallet automatico, per consentire alla macchina di caricare rapidamente un ulteriore foglio grezzo nel mentre che il foglio lavorato viene portato fuori per lo scarico, e sistemi di sorting completo, in grado di scaricare e pallettizzare i singoli pezzi finiti, pronti per successive fasi di lavoro o per l’imballaggio e la spedizione.”
 

Sono molteplici le configurazioni possibili e la scelta delle automazioni da integrare dipende dalle esigenze del cliente e dal tipo di azienda: “Dipende dal tipo di produzione, ci sono aziende che hanno un prodotto proprio e quindi i pezzi vanno direttamente su linee automatiche di montaggio, e poi ci sono i terzisti, all’altro estremo, e in questo caso i pezzi possono poi passare direttamente alla piegatura o all’imballaggio per essere spediti” spiega, ad esempio, Maurizio Toselli, Sales Director - BLM GROUP.

Tra gli aspetti che vanno ad avere un’incidenza sulla scelta delle automazioni abbiamo quindi:

• l’organizzazione dell’azienda (produzione propria o terzisti)

• il tipo di produzione (tipologia di pezzi, volumi, ripetitività)

• lo spazio a disposizione

• la situazione finanziaria dell’azienda e quindi il grado di sviluppo del business

• la filosofia d’impresa ovvero l’apertura verso questo tipo di soluzione.

Di tipo di produzione parleremo in maniera più dettagliata abbordando qui di seguito il caso del sorting. Per quanto riguarda lo spazio, è un criterio da non sottovalutare, poiché legato non solo allo sviluppo dell’impresa ma anche a caratteristiche geografiche del territorio: l’Italia ad esempio dispone di spazi molto più esigui rispetto a paesi come la Cina o gli Stati Uniti, per cui risulta necessario pensare a sistemi ad incastro. Discorso questo valido anche per la macchina stessa, con un lavoro sul layout per ridurre l’ingombro, come nel caso di Prima Power – ci dice Enrico Garino, Chief Marketing and Communication Officer Direttore Marketing - che propone un “layout molto compatto e pulito, composto da due moduli, uno per la macchina e uno per i servizi, completamente simmetrico, accessibile da entrambi i lati e reversibile, che si adatta facilmente ad ogni tipologia di contesto.”

Situazione intesa come sviluppo spaziale, dunque, ma anche situazione nel tempo: un’azienda con un’attività recente avrà nella maggior parte dei casi una minore capacità di investimento. Ma ciò non significa che sono solo le piccole aziende giovani a non essere pronte ad investire nelle automazione: grandi o medie aziende storiche possono avere una filosofia d’azienda tradizionale difficile da modificare, anche se ormai la tendenza al ricorso alle automazioni è talmente diffusa che poche sono le imprese che pongono resistenza.

Ad ogni modo, i produttori di macchine laser tengono ben presente questi fattori e per questo propongono spesso un approccio alle automazioni modulare e flessibile.
 

Proprio per andar incontro a determinate tipologie di aziende, ma anche in generale, per tutte le imprese, per applicare una conversione graduale ai processi automatizzati, i costruttori di macchine laser offrono soluzioni modulari, ovvero la possibilità di integrare una o più automazioni poco alla volta, nel corso degli anni. A tal fine, la macchina laser è progettata come già predisposta ad integrare le varie automazioni possibili, ma lasciando al cliente la libertà di aggiungere inizialmente solo il processo che vuole o si sente pronto ad integrare. Tutte le automazioni sono, in questa prospettiva, concepite e fabbricate come singoli moduli indipendenti ma potenzialmente combinabili tra di loro e con la macchina. Roberto Nicoli - Bystronic Italia ci illustra questo approccio: “Non vogliamo obbligare i nostri clienti a partire con 20 torri. No, parti col tuo laser, che è già configurato per un modulo di carico-scarico da aggiungere, poi, quando l’azienda sarà cresciuta, puoi aggiungere una torre singola, poi tra due anni magari ne aggiungi altre tre di torri, poi colleghi alla cella di piegatura…”.

Tale approccio è coerente con un contesto in cui ci si orienta sempre di più verso il potenziamento di un servizio di consulenza che assume un ruolo centrale nella relazione tra produttori e titolari di aziende che tagliano lamiera. In fase di prevendita, cliente e produttore elaborano insieme un progetto che tenga conto delle esigenze attuali e future. E questo progetto può essere naturalmente rivisto in corso d’opera. Si parte quindi da un’analisi del processo produttivo dell’azienda, reso possibile da un’elaborazione dati operata da software sempre più performanti e interconnessi.
 

Tra le automazioni da associare alla macchina laser, quella dello smistamento, ovvero il sorting, tende a generalizzarsi e ad essere adottata da aziende con profili diversi: “Il sorting non è una soluzione interessante e profittevole solo per aziende con prodotto proprio e produzioni ripetitive. Il sorting è diventato estremamente attraente anche per il mondo dei terzisti, con lotti ridotti e produzioni molto variabili” commenta Pierandrea Bello, Product Manager per le tecnologie laser - Salvagnini.

Comprensibile, dato che i vantaggi del sorting sono molteplici: permette di ridurre il tempo complessivo di produzione, limita i fermi macchina, slega il processo di taglio dalla necessità di manodopera permettendo quindi di smistare anche a luci spente, di ottenere un processo più rapido e performante, senza dover tenere conto di limiti umani quali stanchezza e rischio di ferirsi, come spiega ancora P. Bello: “La carenza di personale qualificato è un problema cronico del settore, che lamentano molti dei nostri clienti. Oggi questa carenza è estesa anche a mansioni meno qualificate, come la separazione delle parti.”

Il sorting diventa una tappa importante del processo di produzione di un pezzo in un contesto in cui la fase effettiva di taglio non è più l’unica da prendere in considerazione: la prospettiva è sensibilmente modificata, è il processo globale che va interamente configurato per ottenere il pezzo tagliato. In questo senso, la performance della macchina laser può essere valutata solo considerando l’insieme delle fasi del processo. Michele Turrisi - TRUMPF ci fa un esempio concreto, osservando che spingere con la potenza serve solo se a valle si ha la possibilità di smistare il materiale, e ricorda che “la fase di taglio rappresenta circa il 18% del processo, che rischia di essere poi pesantemente rallentato dalla fase di scarico dei pezzi, dove l’automazione consente di lavorare in modo efficiente, anche in turno non presidiato e indipendente dalla disponibilità di personale.”

Il sorting non è quindi una semplice fase accessoria. Si tratta però di una soluzione da articolare in maniera adeguata alla macchina laser e ai tempi di taglio. Tempi che si sono notevolmente accorciati, come osserva Roberto Nicoli - Bystronic: “Il laser sta diventando molto veloce, un pezzo sottile può essere tagliato in 45 secondi. Non sempre il sorting riesce a fare tutte le azioni necessarie in un tempo così breve.” Il rischio è quello di generare colli di bottiglia che vanno ad impattare il processo produttivo, con effetto contrario a quello desiderato. E dato che il sorting è un investimento costoso, è fondamentale svolgere un’analisi a monte per individuare il punto di equilibrio per una gestione cooperativa e fruttuosa della macchina laser e dello smistamento automatizzato.

D’altro canto, è vero che il sorting sta diventando sempre più veloce, permette ormai di prendere più pezzi insieme e quindi ridurre gli spostamenti, e riesce anche a scaricare pezzi diversi, con un’opportuna interazione con il software. Prima Power ad esempio propone per il suo sistema di sorting “diverse ventose per aree di aspirazione programmabili così da garantire una buona presa per pezzi di diverse dimensioni”, come ci spiega E. Garino.

Per un approfondimento sui sistemi di sorting e sul suo funzionamento rimandiamo al nostro articolo

Ma il sorting è adatto a qualsiasi tipo di azienda? O è una soluzione interessante solo in alcuni casi? In generale, il sorting sembrerebbe più vantaggioso per produzioni di larga serie, e integrato in un contesto di automazione spinto, ma come già detto in precedenza, ormai il sorting, se opportunamente calibrato, è interessante anche in contesti di produzione più particolari.

Altra soluzione da prendere in considerazione, soprattutto per quelle aziende che non hanno la possibilità o la volontà di adottare un sorting interamente automatizzato, è quella di optare, come spiega M. Toselli - BLM GROUP, per “sistemi di supporto alla selezione manuale dei pezzi, dedicati alle aziende meno strutturate, che conservano un sorting manuale di base, con l’obiettivo di agevolare il lavoro dell’operatore e minimizzare le possibilità di errore, con costi accessibili a tutti”. In questo caso il sorting è assistito, per cui può essere una soluzione anche per fornire un supporto gestionale, guidando gli operatori con indicazioni facilitate per prelevare e selezionare i pezzi.

Bisogna quindi comunque partire da un’analisi della produzione e delle esigenze aziendali a medio e lungo termine per poi valutare quale soluzione di sorting si rivela più adatta, ma anche se l’intero processo è pronto a supportare un’automazione del genere, onde evitare colli di bottiglia e fermi macchina, che sono invece problemi che il sorting dovrebbe permettere di eliminare o quantomeno ridurre.