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Casi di studio | Settore automotive

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Sinflex soddisfa le mutevoli esigenze dell'industria automobilistica grazie a macchine con avanzate soluzioni basate su servo-azionamenti

L'evoluzione delle macchine per la forgiatura a filo di T Butler Engineering permettono a Sinflex di mantenere il passo con geometrie complesse e produzione di grandi volumi

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Sfida

Sinflex necessita di macchine ad elevata flessibilità, precisione e ripetibilità per tenere il passo con le esigenze dell'industria automobilistica

Soluzioni

E’ stata installata una soluzione Rockwell Automation che include:

  • Infrastruttura smart machine con funzionalità Industry 4.0
  • Controllori programmabili di automazione (PAC) Allen-Bradley CompactLogix
  • Diversi servo-azionamenti Allen-Bradley Kinetix 5700
  • Servo motori Allen-Bradley MP-Series
  • Interfaccia operatore Allen-Bradley PanelView™ 7 Plus Performance
  • Switch gestiti Stratix con connettività alla rete EtherNet/IP
  • Relay di sicurezza configurabile via software, Allen-Bradley Guardmaster 440C-CR30

Risultati

  • Connettività potenziata
  • Operazioni combinate di sagomatura del filo per offrire una produzione più rapida
  • Alta velocità di alimentazione
  • Precisione nei sistemi di trasferimento
  • Maggior flessibilità, agilità e disponibilità
  • Supporto globale
  • Progettazione ottimizzata della macchina
  • Possibilità di commutare in hot swap i componenti di automazione

Contesto

Sinflex, fondata nel 1975 e con sede a São João da Madeira in Portogallo, è specializzata nella produzione di molle, sagomati in filo e assemblati saldati per diversi settori industriali e tra questi molti clienti dell’industria automobilistica. Sinflex, essendo estremamente attiva nell’R&D è costantemente alla ricerca di tecnologie all’avanguardia per soddisfare le esigenze dei propri clienti.

Nell'industria automobilistica così in molti altri settori – in particolare quando si opera con lotti di medie dimensioni - le soluzioni di produzione devono fornire precisione e ripetibilità, per poter produrre, di volta in volta, pezzi identici e con le stesse specifiche. Tali soluzioni di produzione devono essere anche sufficientemente flessibili da permettere di passare a lotti di formati diversi senza dover ricorrere a una reingegnerizzazione troppo lunga o costosa.

Sono queste le ragioni per le quali molti dei principali OEM, tra cui Sinflex, stanno adottando come parte del processo di evoluzione verso le smart machine, delle soluzioni basate su servo-azionamenti che, in pochi minuti, possono essere modificate per produrre lotti completamente diversi di prodotti.

Per rispondere al meglio alla pressione del settore, Sinflex ha deciso di avviare una collaborazione commerciale di lunga data con l’azienda T. Butler Engineering Ltd. (TBE) con sede a Piltown nella Repubblica d'Irlanda. TBE sviluppa, progetta e costruisce macchine per la produzione di forme complesse di sagomati in filo metallico, molle, assemblati e componenti specializzati per vari settori  tra cui quello automobilistico, degli elettrodomestici, l’agricolo, l’edile, il medicale e altro ancora.

Nel corso degli anni le macchine di T Butler hanno vissuto un’evoluzione quasi costante con il perfezionamento di sistemi di trasferimento, semplici, veloci e precisi, che consentono la completa gestione automatizzata di parti complesse come le molle freno a doppio corpo, i denti rastrello, le molle a filo per sedili o sagomate in filo 3-D. Inoltre, con l’aggiunta di soluzioni di connettività l’azienda sta rendendo smart le proprie macchine che, in virtù di  questa connettività più estesa offrono maggiori capacità e interazioni più profonde e continuative con i sistemi interni ed esterni.

Sfida

Ricardo Correia, Engineering Manager di Sinflex afferma: "Dobbiamo tenere il passo con l'industria automobilistica in termini di qualità, varietà di progettazione, schedulazione e quantità di ordini e ciò può essere molto impegnativo. In passato abbiamo visto alcuni ordini folli.

"La nostra produzione deve essere flessibile", aggiunge, "non possiamo assolutamente permetterci alcun downtime, né tantomeno tempi lunghi per la messa a punto tra un lotto e l'altro, o problemi alle macchine. Massima flessibilità, unita alla massima operatività e a una connettività più estesa, è quanto dobbiamo garantire".

Soluzione

Secondo una propria etica T.Butler Engineering si impegna a fornire la migliore tecnologia possibile e ciò ha permesso l’evoluzione delle sue macchine che da infrastrutture altamente meccaniche si sono trasformate nelle moderne soluzioni servo-guidate che l’azienda produce ora.

Parte di questa trasformazione è consistita nell’introduzione, nel 1988, della programmazione touchscreen, successivamente sono stati aggiunti servoazionamenti, sistemi di alimentazione ad alta velocità, bobine di avvolgimento e filo rotante.

Oggi esistono diversi modelli  della TBE Multiform, tutte con alimentatori CNC, assi multipli, servo-avvolgimento, servo-forgiatura, attacchi per presse, filo rotante, saldatura integrata, attacco per boccole filettate, smussatrice, doppia alimentazione e capacità multi-direzionale.

TBE ha scelto, come standard di automazione per le proprie macchine, i prodotti Allen-Bradley® di Rockwell Automation e la serie TBE Multibend X rappresenta un esempio eccellente di queste soluzioni in azione. Applicazioni di questa gamma vengono impiegate presso Sinflex, dove la macchina viene utilizzata per la produzione di molle a filo a geometria complessa per i sedili delle auto. Thomas Butler, Managing Director di TBE, stima infatti che il 65% delle automobili del mondo occidentale contiene componenti costruiti con macchine TBE.

Cuore dell’automazione della macchina Multibend, il controllore di automazione programmabile (PAC) Allen-Bradley CompactLogix™ che opera in combinazione con diversi servoazionamenti Allen-Bradley Kinetix® 5700 che a loro volta controllano i servomotori Allen-Bradley MP-Series™ per le operazioni di piegatura e alimentazione. Un pannello operatore Allen-Bradley PanelView™ 7 Plus Performance gestisce le interazioni con l'operatore e il controllo della "ricetta", mentre uno switch Stratix™ gestisce la connettività alla rete EtherNet/IP™ sulla macchina, potenziata dalla capacità di fornire dati all'intera azienda  in ottica Industry 4.0. Vari componenti di sicurezza di Rockwell Automation, tra cui un relè di sicurezza configurabile via software Allen-Bradley Guardmaster® 440C-CR30, completano l'installazione.

Con una suite completamente integrata di componenti, percorsi di dati lineari e connettività a fonti interne ed esterne, TBE sta sviluppando smart machine, che rispondono ai parametri Industry 4.0 oggi richiesti dalle principali aziende manifatturiere.

Risultati

I pezzi che normalmente richiedono tre o più lavorazioni secondarie, ora vengono portati a termine con un’unica operazione sulle macchine TBE, incluso le operazioni secondarie, quali la rifilatura, il looping, la coniatura, la filettatura, la torsione, la smussatura e la saldatura. L'alta velocità di alimentazione,  la precisione dei sistemi di trasferimento e - cosa più importante - la visione necessaria per integrare il processo, consentono a TBE di soddisfare costantemente i propri clienti.

"Il modo in cui tutto è integrato alla perfezione è impressionante", esclama Butler. "C'è ben poco altro da aggiungere". Il PAC entra immediatamente in contatto con l'azionamento che, a sua volta, innesta il motore, con riconoscimento immediato su tutti i fronti - lo stesso vale per l'HMI e gli altri componenti. Questo è proprio ciò di cui abbiamo bisogno e che risulta quasi impossibile con apparecchiature di altri fornitori. Stiamo anche cercando di aumentare di un fattore due le prestazioni della macchina, utilizzando le tecnologie più recenti/veloci di Rockwell Automation.

Ricardo Correia ribadisce: "TBE produce macchine che sono fatte su misura per le nostre precise esigenze. Questo li distingue dagli altri fornitori. Li sfidiamo con geometrie strane, forme complesse di filo, capacità variabili e velocità elevate e loro rispondono puntualmente. Non avevamo specificamente richiesto Rockwell Automation, ma le sue soluzioni di automazione si sono dimostrate all'altezza delle nostre esigenze in termini di flessibilità, agilità e disponibiltà".

"La nostra filosofia è basata sulla collaborazione con i nostri clienti e sul dare loro la proprietà totale della macchina" aggiunge Butler. "Non li leghiamo a noi con contratti di assistenza o di programmazione su misura e spesso costosi; forniamo loro tutti i diagrammi, i tool e le risorse di programmazione così che possano essere autosufficienti. Naturalmente siamo sempre a disposizione per aiutarli, così come lo è Rockwell Automation con la sua rete di assistenza mondiale. In realtà questa rete di supporto ci è venuta in aiuto diverse volte - e molto rapidamente – e ciò grazie ad agenti e fornitori dislocati pin tutto il mondo.

"Proprio questa presenza globale è stato un altro fattore che ci ha spinto a scegliere Rockwell Automation", continua. "Il 40% della nostra attività si svolge negli Stati Uniti e questa scelta ci ha certamente aiutato a superare alcuni ostacoli ". Abbiamo anche creato e brevettato un nostro codice, al quale possiamo offrire un accesso controllato. Il vantaggio di questo approccio è che ci sono migliaia di tecnici nel mondo che possono lavorare su questo nostro codice".

Butler è entusiasta dei livelli di qualità e affidabilità offerti. "Abbiamo un cliente in Canada che produce diversi milioni di pezzi all'anno e che lavora 362 giorni, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, con pochi giorni programmati per la manutenzione proattiva, ad oggi, non un singolo componente di automazione o della macchina si è guastato - e stimo parlando di uno dei maggiori fornitori al mondo per l’industria automobilistica!

Butler spiega anche i vantaggi dal punto di vista ingegneristico. "Abbiamo ottimizzato il nostro sforzo progettuale e le funzionalità offerte dalla soluzione di programmazione ci consentono di essere anni luce da dove eravamo solo pochi anni fa. Anche la risoluzione dei problemi è più facile, così come i test e la validazione. Inoltre, la maggiore flessibilità e l'apertura della soluzione, spalancano le porte a futuri sviluppi e miglioramenti delle macchine.

I nostri clienti beneficiano di un'interfaccia multilingue, della riduzione dei consumi energetici così come dei tempi di cambio formato, di una maggior rapidità nell'installazione, avviamento e manutenzione oltre che di un’affidabilità superiore", conclude, "l'opzione multilingue, inoltre, risulta essere particolarmente utile perché consente ai nostri clienti di spostare le macchine da un paese all’altro, dovendo semplicemente cambiare lingua".

Correia conclude: "Un altro enorme vantaggio è la possibilità in caso di problemi, di fare l’hot-swat dei componenti di automazione. Se abbiamo un problema con un azionamento che si trova su una macchina a percorso critico, possiamo semplicemente sostituirlo con un con un altro azionamento ed essere operativi in pochi minuti. In passato, se un azionamento del nostro precedente fornitore si guastava, per farlo funzionare con il motore e il PLC dell'altra macchina dovevamo riconfigurarlo, il che poteva richiedere ore o giorni. Riscontriamo pochissimi problemi su queste macchine, il che si traduce in un ottimo rapporto con i nostri clienti. Basandoci sul fatto che l'80% della nostra produzione è per settore automobilistico, se non abbiamo problemi con i “ragazzi” dell'automotive, non abbiamo problemi con nessun altro".

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