Quando si parla di automazione, è facile fornire valore a un cliente che sa cosa vuole. Per Greene Tweed, capire quali parametri del processo di sbavatura automatizzato dovevano essere ottimizzati li ha portati sulla strada di un progetto di integrazione di successo. Grazie alla collaborazione con ArtiMinds e ATI Industrial Automation, Greene Tweed ha potuto progettare, installare e programmare con sicurezza una nuova cella robotizzata in grado di eseguire una serie di operazioni di rimozione del materiale.
Greene Tweed è un’azienda che si basa sulla progettazione e si concentra sul miglioramento continuo, soprattutto per quanto riguarda i propri metodi e processi. Produce un’ampia gamma di componenti termoplastici e compositi ingegnerizzati in lotti relativamente piccoli e apprezza le soluzioni adattabili. Quando si è presentata l’opportunità di migliorare il processo di produzione di uno dei loro compositi termoplastici, sapevano di doverla portare a termine.
Xycomp® di Greene Tweed è un materiale composito termoplastico estremamente resistente e leggero. Può essere modellato in una serie di forme complesse, il che lo rende un valido sostituto del metallo nelle applicazioni aerospaziali e simili. Se da un lato la durabilità e la modellabilità dello Xycomp® lo rendono ideale per il mercato di riferimento, dall’altro questa combinazione crea linee di bava geometriche complesse, difficili da rimuovere in modo coerente.
Inizialmente Greene Tweed ha rimosso le bave da piccoli pezzi stampati in Xycomp® utilizzando una combinazione di uomo e macchina: un cobot UR ha afferrato il pezzo e una spazzola metallica collegata a un meccanismo di conformità ha rimosso le bave, quindi il pezzo è stato rifinito con un processo di sbavatura manuale. Questo metodo ha funzionato bene ed è ancora in uso, ma non era scalabile per i componenti più grandi della gamma di prodotti. Di conseguenza, i pezzi più grandi venivano ancora sbavati manualmente. Questo processo era incoerente e richiedeva 15-25 minuti per essere completato, a seconda del componente e della quantità di bava prodotta dalla fase di stampaggio.
Con l’aumento della domanda di pezzi Xycomp® , Greene Tweed ha iniziato a cercare opportunità per aumentare la produttività. E se si potesse ridurre il tempo necessario per lo sbrinamento manuale? E se si potesse automatizzare il processo di caricamento dei pezzi nella cella? E se fosse necessario utilizzare più di un utensile di sbavatura per portare a termine il lavoro? Il loro team di integrazione interno ha identificato una serie di problemi chiave che volevano risolvere con un aggiornamento e ha iniziato a cercare partner per portare la loro visione online.
Dopo aver conosciuto ArtiMinds in occasione di una fiera, Greene Tweed ha chiesto assistenza per il processo di sbavatura robotizzata. Il team di ingegneria dell’automazione di ArtiMinds ha supportato Greene Tweed preparando, rivedendo e ottimizzando i programmi dei robot in remoto. Andrew Laich, Engineering Supervisor di Greene Tweed, riassume: “La collaborazione con ArtiMinds è stata a doppio senso. Questo ci ha permesso di realizzare un’applicazione robotica così complessa”
Nei primi tentativi su componenti di piccole dimensioni, Greene Tweed ha cercato di sbavare i pezzi utilizzando utensili personalizzati e una semplice programmazione robotica con l’insegnamento di singoli waypoint. A causa della complessità geometrica dei loro prodotti, è apparso subito chiaro che sarebbe stata necessaria una soluzione specializzata. Utilizzando ArtiMinds RPS, Greene Tweed è stata in grado di programmare rapidamente i percorsi del robot utilizzando il modello CAD del pezzo.
Il compito successivo è stato quello di trovare un’attrezzatura per la rimozione del materiale che si adattasse meglio all’applicazione. Per questo, Greene Tweed si è rivolta ad ATI Industrial Automation e al suo team di esperti in rimozione di materiale. Dopo una prima revisione dell’applicazione e delle raccomandazioni, Greene Tweed ha inviato dei campioni dei suoi pezzi Xycomp® per un’analisi completa nel laboratorio di test di rimozione del materiale di ATI. L’ottima comunicazione tra ATI e Greene Tweed ha contribuito a garantire il successo della prova; il loro esperto di test ha esaminato attentamente i criteri della fase finale del pezzo, ha valutato il campione e ha iniziato a testare diversi strumenti di rimozione del materiale e parametri di processo ATI.
Dopo aver individuato alcune soluzioni praticabili, l’esperto di test si è messo in contatto con Greene Tweed per esaminare i risultati, ottenere un feedback e valutare le fasi successive. Alla fine, ATI ha raccomandato una configurazione con due strumenti di rimozione del materiale ATI che, una volta utilizzati, sarebbero stati in grado di eliminare la fase di sbavatura manuale e produrre un pezzo finito. Ora era il momento di mettere insieme i pezzi.
ArtiMinds e ATI hanno un obiettivo comune: rendere le soluzioni di automazione più accessibili e più facili da integrare per i produttori di ogni dimensione e settore. Entrambe le aziende danno priorità a soluzioni semplici e flessibili che possono essere applicate in modo ampio. I loro prodotti sono particolarmente utili per le piccole e medie imprese che desiderano concentrarsi sulle loro competenze principali ed eliminare le congetture nello sviluppo e nell’implementazione dei sistemi.
Il software intuitivo ArtiMinds RPS offre all’utente una piattaforma aperta per progettare e implementare facilmente nuovi programmi robotici. Con esso, gli utenti possono preparare i programmi offline, impostare la comunicazione tra le apparecchiature di automazione disponibili, integrare le condizioni logiche e convalidare i programmi attraverso simulazioni prima di trasferirli sul sistema reale. L’assistenza e il supporto che ArtiMinds ha fornito a Greene Tweed hanno accorciato i tempi di sviluppo e fornito un quadro software in cui crescere. Andrew Laich, Engineering Supervisor di Greene Tweed, ha dichiarato: “Artiminds RPS ci ha permesso di creare facilmente percorsi di movimento complessi che potevano essere utilizzati tra più utensili di asportazione del materiale, oltre a semplificare la comunicazione tra il robot, il PLC e l’HMI per il ciclo tra i diversi utensili della cella. In base alla mia esperienza, non esiste una soluzione software comparabile sul mercato”
Gli End Effector di ATI sono progettati specificamente per l’uso con i robot. I loro prodotti per l’asportazione di materiale sono caratterizzati da una conformità integrata che rende molto più semplice la programmazione delle applicazioni di asportazione di materiale. I due utensili scelti da Greene Tweed per la loro applicazione, il Compliant Reciprocating Tool (CRT) e il Radially Compliant Tool (RC151) di ATI, sono caratterizzati da una conformità radiale integrata che aiuta a mantenere le forze di contatto nonostante le variazioni da pezzo a pezzo. Il CRT produce un movimento di limatura ideale per gli angoli interni stretti e le scanalature profonde, mentre l’RC151, leggero e robusto, è un mandrino rotante che rimuove le scorie e produce una finitura di qualità. Secondo Laich, “I servizi di test di rimozione del materiale forniti da ATI ci hanno dato la fiducia necessaria per andare avanti e ci hanno fornito una linea di base per diversi parametri di processo”
Le parti in composito di forma complessa, come i componenti realizzati in Xycomp®, presentano tipicamente linee di fuga che sono meccanicamente resistenti, di forma complessa e quindi difficili da rimuovere in modo coerente ed efficiente. La conformità integrata degli strumenti ATI ha reso molto più facile affrontare questo problema in combinazione con ArtiMinds RPS. Greene Tweed ha collaborato con gli esperti di software di ArtiMinds per sviluppare percorsi CAD e navigare nella programmazione della cella. Poiché l’operazione avrebbe richiesto due utensili diversi, Greene Tweed ha integrato nella cella i cambiautensili robotizzati ATI per facilitare il cambio automatico e senza soluzione di continuità degli utensili. La perdonabilità e la conformità dell’RC151 e del CRT, unite alla ripetibilità e alla precisione del cambio utensili robotizzato QC22, hanno semplificato il processo di programmazione. Utilizzando le procedure guidate ArtiMinds RPS e le istruzioni passo-passo, il team è stato in grado di comporre i parametri di processo per il robot e gli effettivi finali per arrivare rapidamente alla configurazione ideale.
Una volta installata, la cella robotizzata di rimozione del materiale aggiornata ha più che dimezzato il tempo di lavorazione complessivo dei pezzi di Greene Tweed e ha eliminato tutte le finiture post-processo, tranne quelle più piccole, eseguite a mano. Gli operatori manuali della vecchia cella di sbavatura ora supportano una nuova linea di stampa; le loro posizioni attuali sono più sicure e più pertinenti alle loro esperienze e competenze. Oltre a eliminare un’attività ripetitiva e potenzialmente pericolosa, Greene Tweed ha anche aumentato in modo significativo la propria capacità produttiva complessiva senza aggiungere altro personale.
La parte migliore di questa nuova soluzione per Greene Tweed è che la nuova cella può adattarsi facilmente a nuovi processi; ArtiMinds RPS rende la modifica dei percorsi e dei parametri di programmazione un gioco da ragazzi. L’apparecchiatura ATI è dotata di una conformità regolabile ad azionamento pneumatico che può essere regolata in modo specifico per le diverse applicazioni; inoltre, entrambi gli strumenti sono compatibili con una serie di punte da taglio standard per adattarsi a una varietà di condizioni di superficie. I clienti possono riprogrammare la cella e riutilizzare l’attrezzatura per ottenere finiture diverse o trattare pezzi diversi. Nel caso in cui decidano di aumentare il numero di dispositivi finali nella cella, è semplice aggiornare la programmazione e aggiungere un altro cambio utensile, tutto ciò può essere fatto internamente. Questo è stato un fattore critico nella scelta di ArtiMinds e ATI, poiché Greene Tweed intende utilizzare questa cella per un’ampia gamma di prodotti XyComp®.
Grazie alla collaborazione con gli esperti di automazione, Greene Tweed è riuscita a ridurre in modo significativo i tempi di sviluppo e implementazione di una cella di sbavatura completamente automatizzata. Grazie alle prove di rimozione del materiale di ATI, è stato possibile testare, programmare e far funzionare l’apparecchiatura in tutta tranquillità. La scelta di coinvolgere ArtiMinds e ATI in anticipo ha permesso al team di Greene Tweed di costruire un programma per la cella che risponde esattamente alle loro esigenze; è anche facile da mantenere e può essere adattato per progetti futuri. Greene Tweed mantiene la completa proprietà della sua nuova cella di sbavatura robotizzata e il processo ha offerto anche l’opportunità di sviluppare ulteriormente la propria esperienza di integrazione. Andrew Laich afferma che il team di integrazione di Greene Tweed applicherà quanto appreso a soluzioni di produzione guidate da cobot in futuro.
Greene Tweed: Dal 1863, Greene Tweed è leader nello sviluppo di materiali e soluzioni ingegnerizzate ad alte prestazioni per settori quali l’aerospaziale, l’energia, le scienze biologiche, il petrolio e il gas, la produzione di semiconduttori e altri ancora. L’ampio portafoglio di prodotti elastomerici e termoplastici – soluzioni di tenuta, componenti strutturali, soluzioni contro l’usura e l’abrasione, connettori e altro ancora – migliora la sicurezza e le prestazioni nelle applicazioni critiche. Le capacità di Greene Tweed comprendono anche la produzione, il collaudo, la qualità, la progettazione e l’ingegneria applicativa.
Informazioni su ArtiMinds: ArtiMinds Robotics è convinta che l’uso flessibile dei robot sia la parte essenziale della produzione futura e vuole renderlo gestibile per tutti. Le sue tecnologie software indipendenti dall’hardware consentono alle aziende di semplificare l’impiego e il funzionamento dei robot. Oltre allo sviluppo di software, offre servizi su misura per supportare i clienti in tutte le fasi dell’automazione.
Informazioni su ATI Industrial Automation: ATI Industrial Automation è leader mondiale nello sviluppo di accessori robotici e utensili per bracci robotici. I nostri prodotti per robot, come i cambiautensili robotizzati, gli utensili per l’asportazione di materiale, i sensori di forza/coppia e altri ancora, sono utilizzati in migliaia di applicazioni di successo in tutto il mondo. Dal 1989, il nostro team di ingegneri meccanici, elettrici e software sviluppa prodotti e soluzioni all’avanguardia ed economicamente vantaggiose per migliorare la produttività dei robot.
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