Produzione in corsia di sorpasso

Assemblaggio di carrozzerie semiautomatizzato

Con un grado di automazione del 95 percento, la linea produzione di carrozzerie Scania a Oskarshamn, in Svezia, è uno degli stabilimenti di produzione di veicoli più moderni al mondo. Con la massima personalizzazione: alla fine della catena di montaggio non esistono due cabine di camion uguali. È già Industria 4.0? I prodotti di automazione Festo sono una solida base per questo.

Dal 2016 il produttore leader Scania ha assemblato cabine di camion personalizzate rigorosamente in base agli ordini ricevuti, quasi senza eccezioni da 288 robot. "Per me è molto chiaro che un prodotto premium deve essere fabbricato in uno stabilimento premium", spiega Marcus Holm, direttore dello stabilimento per la produzione di cabine di guida presso Scania a Oskarshamn. Un alto grado di automazione determina un'alta qualità, buone condizioni di lavoro ed ergonomia per i lavoratori, aggiunge.

Bloccare e saldare parti in lamiera

Perfettamente coordinato: parti in lamiera sono bloccate e saldate in dispositivi pneumatici, controllati da isole valvole CPX/VTSA (anteriore destra). Tra gli iniziatori: Evert Forsberg (a sinistra), Lars Kreutner (a destra), entrambi Scania e Leif Lindahl (al centro) di Festo.

Fabbrica del futuro

I robot equipaggiano le unità di fissaggio con parti in lamiera da lavorare e saldarle. I dipendenti si occupano solo del caricamento delle stazioni e del monitoraggio delle macchine. La sicurezza sul lavoro svedese ha reso comunque impossibile l'utilizzo di apparecchiature di saldatura manuale. Da un lato, i dispositivi di saldatura sono troppo pesanti e poco maneggevoli, dall'altro, le linee guida sulla sicurezza sul lavoro richiedono una distanza minima tra la pistola di saldatura e l'operatore a causa della radiazione.

Il divieto di lavori di saldatura manuale dalla sala di montaggio ha due vantaggi per Scania: "Migliora i processi e la qualità", sottolinea Lars Kreutner, product manager per la costruzione di carrozzerie di cabine presso Scania a Oskarshamn. Per sfruttare a pieno la tecnica dell'automazione, Scania ha istituito un'area di formazione in cui i dipendenti imparano a utilizzare i robot e la tecnica dell'automazione.

Sono possibili molte varianti

Scania costruisce solo autocarri con peso totale di oltre 16 tonnellate. L'azienda ha costruito una reputazione come produttore di veicoli speciali come quelli per i vigili del fuoco o per lo smaltimento dei rifiuti. Centinaia di migliaia di varianti vengono create solo attraverso questi mercati di nicchia.

"Può essere una sorpresa, ma offriamo più opzioni per la personalizzazione degli autocarri che nella produzione di automobili", spiega Evert Forsberg, ingegnere in automazione ed elettrotecnica presso il reparto presse e la linea di carrozzeria di Scania. Nella produzione di automobili, ogni modello ha la propria linea di assemblaggio. "D'altra parte, assembliamo tutte le cabine di guida offerte da Scania su una linea di assemblaggio", afferma Forsberg.

Nella linea di produzione di carrozzerie Scania di Oskarshamn 288 robot saldano insieme le cabine dei camion.

Nella linea di produzione di carrozzerie Scania di Oskarshamn 288 robot saldano insieme le cabine dei camion.

Industria 4.0 in azione

La fabbrica ha, quindi, le caratteristiche essenziali dell'Industria 4.0: produzione in serie di veicoli personalizzati, adattabilità e flessibilità grazie alla tecnologia di controllo, capacità diagnostiche, efficienza energetica e soluzioni di sicurezza. "Un concetto di standardizzazione modulare si applica a tutti i produttori di impianti", spiega Forsberg. Dopo tutto, gli operatori dell'impianto dovrebbero poter fare affidamento su prodotti di automazione collaudati. L'obiettivo è anche quello di non gonfiare inutilmente le scorte di pezzi di ricambio. Tutte le parti in lamiera sono bloccate in dispositivi a comando pneumatico per essere saldate lì. "Abbiamo preso una decisione consapevole a favore delle unità di valvole Festo preconfigurate del tipo CPX/VTSA", spiega l'esperto di automazione Forsberg: "Queste ci offrono numerosi vantaggi: dalla connessione Ethernet all'interfaccia web, alla diagnostica, alla sicurezza e a Profinet fino all'efficienza energetica."

In effetti, l'unità di valvole CPX/VTSA è l'unica interfaccia per Profinet: non è richiesto alcun cablaggio aggiuntivo. Tramite la piattaforma di automazione CPX, l'unità di valvole fornisce dati diagnostici con i quali i sistemi possono essere monitorati in termini di manutenzione predittiva: "Possiamo sostituire i componenti del sistema prima che si guasti e paralizzare intere parti del sistema", spiega il project manager Kreutner.

Diverse zone di pressione

"Anche il concetto di sicurezza dell'unità di valvole ci ha convinto", spiega Forsberg. Il CPX consente di azionare diverse zone di pressione e di ventilare le aree, se necessario. "Possiamo utilizzare pannelli mobili per controllare le parti del sistema interessate e non dobbiamo cercare guasti nel sistema complessivo come un ago in un pagliaio". La ventilazione delle singole parti del sistema è molte volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto all'avvio dell'intero sistema.

I robot di saldatura richiedono aria compressa per spostare le pinze di saldatura e bloccare la lamiera. L'acqua di raffreddamento protegge i sistemi di saldatura dal surriscaldamento. Festo fornisce soluzioni complete per fornire aria compressa e acqua di raffreddamento alle torce di saldatura. In Scania, sono integrati nella barriera di sicurezza in modo intuitivo, inclusa la preparazione dell'aria compressa della serie MS.

Soluzione completa pronta per l'installazione integrata nel recinto di sicurezza

Facile da usare integrato nella recinzione di sicurezza: soluzione completa e pronta per l'installazione per fornire aria compressa e acqua di raffreddamento alle torce di saldatura, inclusa la preparazione dell'aria compressa per la serie MS.

Fresatura sicura degli elettrodi

Per gli impianti con pinze di saldatura statiche Festo ha sviluppato appositamente, in base alle indicazioni di Scania e ABB, un braccio oscillante, che conduce verso gli elettrodi il dispositivo di ravvivatura degli elettrodi, il cosiddetto "Tip dresser", dopo 150 punti di saldatura. Il braccio oscillante utilizza i cilindri elettrici a posizionamento preciso di tipo DNCE, azionati da motore passo-passo EMMS. Con questa soluzione, Festo riduce i tempi di ciclo di oltre la metà.

Premessa: gli elettrodi di una pinza per saldatura diventano sempre meno affilati a mano a mano che formano punti di saldatura e, pertanto, devono essere ravvivati dopo circa 150 punti di saldatura per poter continuare a saldare con precisione. "La fresatura ad elettrodi funziona secondo lo stesso principio dell'affilatura di una matita smussata", spiega Leif Lindahl, ex Key Account Manager di Scania in Festo.

Il quadro di comando di Festo per la fresatura di elettrodi comprende il controllore motore CMMS e il CPX, che comunica con i controllori motore e il controllore robot di livello superiore tramite Profinet. "Anche il tema della sicurezza viene affrontato seriamente: gli operatori, infatti, non possono più accedere alla zona di lavoro del robot dopo la ravvivatura per regolare gli elettrodi sulla posizione esatta del punto di saldatura", aggiunge Leif Lindahl.

Fino alla dimensione del lotto 1

Scania annuncia una nuova era nella costruzione di veicoli a Oskarshamn. Con un'automazione quasi completa, ma allo stesso tempo un'enorme flessibilità fino alla dimensione di lotto 1 su una singola linea di assemblaggio, la carrozzeria si è già sviluppata molto nella direzione dell'Industria 4.0. La nuova fabbrica sta prendendo piede: Scania sta costruendo una fabbrica simile nello stabilimento brasiliano Scania di San Paolo.

Scania a Oskarshamn

La città industriale di Oskarshamn si trova nell'arcipelago svedese con collegamenti in traghetto per le isole di vacanza di Gotland e Öland, a circa 300 km a sud di Stoccolma. Nel 2017 2.700 dipendenti hanno prodotto qui un'ampia varietà di cabine di guida per tutti i modelli Scania. Le bisarche trasportano le cabine di guida da Oskarshamn agli stabilimenti di assemblaggio Scania di Södertälje vicino a Stoccolma, a Zwolle nei Paesi Bassi e ad Angers in Francia. Lì vengono assemblati per formare il telaio completo del camion.

Scania AB

Una società del Gruppo Volkswagen

151 87 Södertälje
Svezia

www.scania.com

Campo di attività: veicoli commerciali pesanti (autocarri e autobus), motori marini e industriali

  1. Questo articolo è apparso nella rivista per i clienti Festo trends in Automation 1.2018
  2. Foto: Curt-Robert Lindqvist
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