I sistemi di pallettizzazione robotizzati sono una soluzione efficiente per aumentare la flessibilità delle macchine utensili. Contribuiscono a ridurre al minimo i tempi di fermo macchina durante la produzione di singoli pezzi e di piccole serie e consentono una produzione a tre turni con una minore presenza di operatori. In questo processo, l’interazione precisa tra sistemi di presa e tecnica di serraggio è un fattore di importanza cruciale. Nella produzione attuale, alla domanda crescente di un’elevata gamma e varietà di prodotto unita ad una pressione costante sui costi, consegue sempre più urgentemente una progettazione di processi produttivi automatizzati. Oggi, anche con lotti piccoli e molto piccoli, è possibile massimizzare i tempi operativi e ridurre al minimo i costi di personale: soluzione che in passato si applicava solo per le grandi quantità. In particolare, l’impiego di robot è considerato un modo estremamente flessibile per aumentare l’efficienza.
Il sistema a punto zero come base per la pallettizzazione
È possibile distinguere due tipi di asservimento macchina automatizzato. Per grandi lotti e tempi di lavorazione prolungati, i pezzi sono di norma caricati direttamente dal robot su dispositivi di serraggio stazionario, come mandrini autocentranti a più griffe o morse ad attuazione manuale o automatica, come ad esempio le morse compatte ad elevate prestazioni Tandem plus di Schunk. Il corpo morsa monoblocco ed estremamente rigido, la cinematica a piani inclinati e le lunghe guide rettificate delle griffe base forniscono forze di serraggio fino a 55 kN e garantiscono, al contempo, un’eccellente precisione di ripetibilità fino a 0,01 mm. Le morse Tandem sono quindi ideali per fresature complesse con grande volume di materiale asportato nell’unità tempo, ad un elevato numero di cicli e tolleranze minime. Il design ottimizzato e le dimensioni ridotte evitano il depositarsi di trucioli e polvere nella morsa.
Anche per lotti medio-piccoli
Anche per lotti medio-piccoli, sempre più produttori optano, invece, per un sistema pallettizzato a punto zero, dove è possibile bloccare il pezzo manualmente sulla morsa o su un dispositivo di serraggio montato su un pallet, il quale verrà poi movimentato in maniera automatica dal robot. Questo sistema robotizzato è possibile grazie ad un sistema di cambio rapido pallet particolarmente flessibile e stabile. Affinché sia possibile, è necessario installare pezzi e dispositivi di serraggio sui pallet e disporli in un magazzino esterno alla macchina, dal quale il robot preleverà il pallet per la lavorazione successiva posizionandolo sulla tavola macchina. Cruciale per questa operazione è il sistema di cambio rapido pallet, che permette di fissare, posizionare e serrare il pallet in maniera automatica e precisa, secondo valori preimpostati. La preparazione dell’attrezzatura avviene al di fuori della macchine e durante i tempi di lavorazione, rendendo l’intero processo economico ed efficiente.
Pulizia automatica dell’interfaccia
La superficie di ogni pallet è predisposta con l’interfaccia del sistema di cambio rapido, attraverso la quale si realizza anche la connessione con la tavola macchina. Componenti specifici, come il modulo di pallettizzazione VERO-S NSA plus di Schunk, sono stati appositamente studiati per l’asservimento macchina robotizzato. Questo modulo, estremamente piatto, può essere integrato direttamente sulla tavola macchina, lasciando ampio spazio per il pezzo e per la lavorazione. Con il sistema di corsa rapida e bloccaggio brevettato di Schunk, può raggiungere una forza traente fino a 15.000 N e una forza di trattenimento di 75.000 N. Questi moduli altamente performanti assicurano, quindi, una tenuta precisa e sicura anche nel caso di lavorazioni di grandi volumi. Per prevenire, inoltre, che l’accumulo di trucioli e polvere interferiscano con il processo di cambio, la funzione di aria di pressurizzata pulisce la superficie ed il cono di centraggio dei perni VERO-S, assicurando una superficie pulita e perfettamente planare per un serraggio pallet di precisione. La raggiatura interna al cono di centraggio permette un inserimento pratico e veloce dei perni, sia che il pallet sia in posizione eccentrica oppure che sia leggermente inclinato: è possibile, infatti, compensare in maniera ottimale anche eventuali tolleranze. Infine, gli anelli di centraggio realizzano un posizionamento preciso secondo il valore di riferimento, prima che i cursori di serraggio attuino il bloccaggio con una precisione di ripetibilità <0.005 mm.
Perni di sollevamento facilitano il cambio automatico
Per il cambio pezzo, un perno di sollevamento solleva il pallet fino a 5 mm dopo la lavorazione, per facilitare il processo di cambio. Tutte le fasi del processo, come ad esempio “modulo aperto”, “modulo chiuso” e “presenza pallet” possono essere monitorare mediante sistema di controllo pneumatico. A differenza degli altri sistemi di bloccaggio, il modulo di pallettizzazione VERO-S NSA plus non consuma energia. Il pezzo rimane saldamente bloccato anche se si verifica un’improvvisa perdita di pressione. Per l’apertura del modulo, è sufficiente una pressione di soli 6 bar. Questo evita la predisposizione di sistemi idraulici o tubazioni elaborate. Per garantire una lunga durata al prodotto, tutti i componenti del modulo, come il corpo base, i cursori, gli anelli di serraggio sono in acciaio inossidabili, altamente resistenti alla corrosione.
Cambi rapidi per ogni applicazione
Per assicurare una massima stabilità ad un processo completamente automatico, è consigliabile l’utilizzo di moduli di movimentazioni specifici come il cambio rapido VERO- S NSR leggero e dal design compatto, utilizzabile in spazi ristretti e che permette l’asservimento del pallet estremamente vicino alla tavola macchina. Con esso è possibile realizzare applicazioni particolarmente compatte di piastre di serraggio e pallet: con il suo peso di soli 1,600 g (versione NSR 160), il modulo permette momenti massimi elevati fino a 1600 Nm (Mz) o 600 Nm (Mx). Inoltre, è disponibile anche il cambio rapido per robot VERO-S NSR mini in miniatura di soli 400 g (Mx max 75 Nm, Mz max 200 Nm). Al contrario, per le lavorazioni su larga scala, VERO- S NSR maxi è il cambio rapido adatto per pallet e cubi di carico elevato (Mx max 4,000 Nm, Mz max 4,000 Nm). Per assicurare affidabilità nell’ambiente di cambio, i cambi rapidi sono completamente sigillati e quindi protetti da trucioli e lubrorefrigerante, una funzione di pulizia di serie assicura, poi, una superficie pulita tra il pallet e il cambio rapido. Inserti in acciaio rendono infine il cambio rapido estremamente resistente all’usura.
Modularità della tecnica di serraggio
Foto: SCHUNK
I pallet possono essere attrezzati con un’ampia gamma di attrezzature modulari, dal più ampio assortimento sul mercato, che comprende oltre 1000 combinazioni. Ad esempio, la morsa Kontec KSC ad attuazione manuale è particolarmente efficiente su sistemi di pallettizzazione per lavorazioni di pezzi finiti o grezzi, poiché combina elevate forze di serraggio , praticità d’utilizzo e set up in tempi molto brevi. Con coppie relativamente basse, può raggiungere forze di bloccaggio di 50 kN (taglia 160), in modo che si possa evitare di predisporre attrezzature apposite. Durante il serraggio, le deformazioni nel corpo base della morsa sono minimizzate, assicurando maggiore rigidità e precisione. Un mandrino con cuscinetto a sfera a recupero giochi garantisce una precisione di ripetibilità del +/- 0.015 mm. Il mandrino d’azionamento completamente incapsulato e una protezione contro i trucioli integrata assicurano un’elevata stabilità del processo e un’usura minima. Le morse KONTEC, leggere e dal design compatto, disponibili nella versione autocentrante oppure a ganascia fissa, sono perfette per la movimentazione automatizzata. Nel caso si debba serrare due o più pezzi in spazi ridotti, le morse multiple della serie KONTEC oppure le morse automatiche Tandem rappresentano la soluzione ideale. Per il serraggio di pezzi cilindrici si può utilizzare, invece, ROTA-S plus 2.0 a tre griffe ed infine, è possibile movimentare con il robot anche cubi con interfaccia VERO-S.
