ABB Robotics per IDRA

Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga

Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 1
Giga Press 6100 blue Con il progetto Giga Press, Idra rivoluziona la pressofusione

Nel mondo della pressofusione appaiono macchine sempre più potenti e sofisticate; per esse l’automazione e la robotica sono componenti fondamentali. È evidente per Idra in particolare con il progetto Giga Press, una nuova linea di impianti capaci di rivoluzione l’intero processo di realizzazione della nuova generazione di autoveicoli, e con la collaborazione ormai pluridecennale con ABB per l’integrazione di robot sviluppati specificatamente per queste applicazioni.

Molti specialisti del settore della pressofusione di leghe leggere trovano in Idra Srl un punto di riferimento tecnologico; i suoi valori aziendali si compendiano in passione, competenza e ricerca continua di soluzioni innovative. Affidabilità, robustezza, facilità d'uso e di manutenzione completano il quadro descrittivo dei suoi impianti. L’azienda, nata nel 1946, è impegnata principalmente nella progettazione e nella produzione di macchine per pressofusione. Il quartier generale è a Travagliato (Brescia), dove si costruiscono gli impianti da più di 70 anni, con una particolare predilezione per macchine dalle caratteristiche di produttività ed efficienza sempre più sviluppate. Idra si è sempre concentrata su macchine potenti e sofisticate per un mercato esigente come quello dell'industria automobilistica, ed è stata la prima azienda a costruire macchine per elementi strutturali, compresi i componenti in magnesio.

Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 2
Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 3
Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 4
Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 5
Idra 9000T Oggi Idra è in grado di realizzare Giga Press fino a 9000 tonnellate.

Un’idea già maturata
Nel 2016 si fa largo con sempre maggiore convinzione l’idea che il mondo della fonderia necessitava di qualcosa di dimensioni ancora più grandi per aumentare la produttività: prendeva vita il progetto Giga Press. Una forte spinta arriva dal mercato pochi anni dopo, come racconta Marco Giussani, responsabile automazione di Idra: “Un importante costruttore di auto ci chiese di inventare un impianto capace di stampare praticamente in un sol colpo l’intero pianale di una autovettura mediante pressofusione, al posto della lamiera d’acciaio fino ad allora utilizzata. Sono stati interpellati anche i nostri concorrenti, ma noi di Idra siamo stati gli unici a dare una risposta positiva con entusiasmo, dato che eravamo già sintonizzati su quell’approccio. D’altronde la nostra storia è fatta di flessibilità e innovazione, mai di rigidezza; nessuno di noi si è mai tirato indietro davanti a una sfida tecnologia, anzi! Prima della definizione dell’ordine (2019) noi eravamo già partiti con il progetto di una pressa da 5500 tonnellate, poi diventate 6100. La prima macchina è stata consegnata nel 2021 e poco dopo stampato il primo pezzo. Oggi sono ben 16 le unità Giga Press che lavorano per quel cliente”. Ma l’era delle Giga Press era appena iniziata; questa innovazione ha rivoluzionato la realizzazione della struttura di un veicolo, riducendo notevolmente tempi e costi di assemblaggio. Utilizzando l’acciaio al posto di una unica stampata in lega, infatti, si rende necessario l’assemblaggio con processi di saldatura di decine e decine di componenti, con tutta la complessa logistica operativa che ne consegue.

Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 9
Il team Idra coinvolto nel progetto Giga Press Da sinistra: John Stokes, Davide Gardoni, Marco Giussani, Riccardo Ferrario, Fiorenzo Dioni e Alessandro Benini.

Competitività e tecnologia
Il cambio di mentalità costruttiva di una autovettura è dovuto alla comparsa dei veicoli elettrici e ibridi, i quali devono ospitare sul pianale il pacco batterie, un peso non indifferente; così il telaio è tornato importante. Idra è partita per prima su questi progetti, che all'epoca sembravano impossibili, ma ora è in grado di fornire Giga Press con tempi di consegna standard. Anche se nel frattempo altri concorrenti si sono affacciati sul mercato, l’azienda lombarda non si è fermata, mettendo a punto una intera famiglia di macchine Giga fino all’ultima da ben 9000 tonnellate, tornando di nuovo a essere la prima azienda in grado di offrire un impianto di quelle dimensioni. Ordini in questo senso sono arrivati da tutti i principali marchi del settore automotive. Queste presse possono essere vantaggiosamente impiegate infatti anche per i settori dei SUV e dei piccoli camion: “Cerchiamo di rendere le nostre presse sempre più “intelligenti”, in modo da offrire all'utente la possibilità di rispondere a un'esigenza di prodotto sempre più competitivo e tecnologico. La grandezza fuori dal normale potrebbe far supporre una macchina più lenta, invece, superati tutti gli scogli dal punto di vista tecnico, in realtà abbiamo constatato che è addirittura più veloce di una macchina più piccola. Il pezzo in alluminio stampato non ha un peso dissimile da quello in lamiera, ma porta con sé il vantaggio del pezzo unico e non richiede una logistica accurata per gestire 50 o più componenti diversi e nemmeno un ambiente aggiuntivo per la loro saldatura, con specialisti, maschere, problemi di sicurezza e così via. Le nostre macchine sono installate in una fonderia dedicata e automatizzata: dopo le lavorazioni necessarie, i pezzi finiscono sulla linea di montaggio situata nelle vicinanze, senza necessità di speciali mezzi di trasporto”.

Una collaborazione di lunga data
In una classica fonderia moderna, ambiente tipicamente ostile, i robot di asservimento hanno sostituito da tempo le operazioni manuali. Di regola è il cliente (nel caso dell’automotive la casa automobilistica) che sceglie il fornitore dell’automazione, dato che ha generalmente un rapporto già collaudato con lui per le linee di montaggio. Idra è in grado di integrare qualunque marchio, ma una proficua collaborazione è attiva fin dagli anni ‘90 con ABB, costruttore di robot tra i più diffusi nel mondo della fonderia, perché storicamente ha creato linee dedicate per questo settore. ABB ha infatti sempre seguito Idra in tutti i suoi sviluppi tecnologici di nuove macchine.  La collaborazione è così intensa che quando c’è da progettare un nuovo tipo di robot l’azienda lombarda diventa per ABB un consulente importante, potendo contare su un utilizzatore a tutto campo della pressofusione: “Abbiamo cominciato a introdurre robot nelle nostre macchine di pressofusione oltre 30 anni fa, abbiamo implementato applicazioni quando la tecnologia doveva essere ancora sviluppata interamente, per esempio dovevano essere ancora risolti tutti i problemi di isolamento all’acqua ed ai prodotti distaccanti particolarmente aggressivi. Eravamo all’inizio per la robotica in fonderia e per noi ABB è sempre stato il partner di riferimento per queste sfide; abbiamo attraversato insieme una vera stagione di pionieri. D’altronde ABB è stata la prima a presentare la versione “foundry” dei propri robot, massimizzando l’affidabilità dell’automazione e realizzando il grado di protezione IP67”.

Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 10
Foto dell’impianto con operatore

Il robot, una presenza obbligatoria
I robot installati sulle macchine Giga svolgono diversi compiti. Mentre prima ci si poteva accontentare di un solo braccio robotizzato, la famiglia Giga ne richiede tre o quattro per garantire la cadenza produttiva. Il primo aspetto da assicurare è la lubrificazione dello stampo, che deve essere rigorosamente effettuata a ogni ciclo. Un altro robot è dedicato al versamento del metallo fuso nel cilindro d’iniezione della pressa, mentre il robot che provvede allo scarico è una presenza classica. Un altro robot può essere utile per eliminare le materozze, magari operando con taglio al plasma. Inutile precisare che la movimentazione di pezzi così pesanti (ben oltre 100 kg) e voluminosi richiede l’utilizzo di robot industriali di grande portata; infatti il modello IRB 8700 è l’unità preferita in questa applicazione.
Per quanto riguarda la tendenza nel campo delle macchine Giga Press, in Idra si pensa al futuro: “Non è facile fare previsioni - conferma Marco Giussani - In realtà allo stato attuale non vediamo necessità di macchine di dimensioni ancora maggiori. I problemi da risolvere ormai sono arrivati al limite della tecnologia. Per esempio, la quantità di metallo fuso da versare è tanto elevata da porre problemi logistici di rilievo nel suo trasporto all’interno della fonderia. Inoltre, quando viene versato l’ultimo chilo di alluminio, probabilmente il primo sarà già troppo freddo, scatenando problemi di qualità. Forse si potranno prevedere due diverse iniezioni o colate. Comunque la tendenza la fa chi costruisce le autovetture. Sappiamo per esperienza che l’industria dell’auto è molto veloce e reattiva; può darsi che nel giro di pochi mesi qualcuno ci chiederà “vorremmo fare questo…” e Idra si farà trovare pronta”.

Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 6
Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 7
Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 8
Panoramica dell’impianto


Durata e affidabilità

Affrontare oggi le sfide di domani: Idra ha un forte impegno a favore dell’ecosostenibilità. Il progetto Giga Press è totalmente dedicato a una fonderia sostenibile, una struttura efficiente in grado di raggiungere numerosi traguardi. Innanzi tutto si ottiene un deciso contenimento delle spese per l’energia, grazie all’impiego di motori ad alta efficienza energetica con controllo della velocità, nonché alla riduzione al minimo delle perdite di pressione dell’iniezione e del tempo di ricarica dell’accumulatore. I tempi di ciclo sono veloci per i masselli idraulici integrati ad alto flusso e per la migliorata capacità della pompa con tecnologia DCP. L’alta efficienza e l’uso ottimizzato dell’energia nelle macchine della famiglia Giga Press contribuiscono a diminuire i costi di produzione, oltre che a garantire durata e affidabilità. I comandi sono intuitivi: “Il software di gestione – confermano in Idra - prevede l’eliminazione della pulsantiera a favore di touch screen multipli. Un controllore di cella è utilizzato per l’impostazione in un singolo punto dell’automazione periferica integrata. La manutenzione è facile e il rischio di perdite idrauliche è minimo, anche grazie a un limitato uso di tubazioni esterne. Inoltre i gruppi meccanici sono stati progettati per un facile accesso con un nuovo design delle protezioni. Ogni nostra macchina e totalmente adatta alla produzione di parti complesse”.

Con l’aiuto dei robot le presse diventano Giga 9
Robot IRB8700


Un infaticabile aiutante in fonderia

Il modello IRB 8700 è il robot ABB ideale per lo scarico nelle Giga Press. Si tratta del robot industriale con capacità di carico più elevata attualmente presente nella gamma, disponibile con raggi di lavoro da 3,5 e 4,2 metri e capacità di carico fino a 800 kg. Grazie alla tecnologia avanzata di “motion control” di ABB, caratterizzata da funzionalità specifiche definite “Quick-Move” e “True-Move”, il robot adatta automaticamente la velocità dei singoli assi in base alle dimensioni e al peso dei pezzi oltre che alle traiettorie da seguire con precisione. Con un ingombro a terra compatto, un contrappeso ottimizzato, una cinematica con parallelogramma posteriore, assi rigidi e di costruzione robusta, il modello IRB 8700 mantiene un momento d’inerzia basso e una velocità elevata. È privo di molle a gas ed è controbilanciato esclusivamente da un contrappeso affidabile e molle meccaniche. Grazie a tutti questi accorgimenti progettuali, Il robot IRB 8700 ha un numero minore di componenti ed è in grado di raggiungere tempi di ciclo più brevi e livelli di precisione superiori.

A cura di Edoardo Oldrati e Giancarlo Giannangeli
Articolo tratto da Deformazione

PRECEDENTE
SUCCESSIVO