Sistemi ottici di misura: tecnologia laser alla Simrax

Simrax, l’azienda olandese appartenente al gruppo Freudenberg che produce guarnizioni per ammortizzatori e pompe dell’acqua, ha ridotto il numero di scarti ed elevato la qualità grazie all’installazione di un sistema laser per il calcolo della distanza.

Chi è Simrax

La Simrax di Kerkrade, Paesi Bassi, specializzata nelle tecniche di sigillatura a tenuta, produce e vende guarnizioni per ammortizzatori e pompe dell'acqua. Simrax è una filiale della Freudenberg Dichtungs-und Schwingungstechniek GmbH & Co.KG, che opera con stabilimenti in tutto il mondo e produce per l’industria automobilistica, tessile, delle calzature, del cuoio, nonché per i settori civile e delle costruzioni. Nei Paesi Bassi, Simrax impiega circa 180 persone. 

Background

Una guarnizione per ammortizzatore si compone di tre parti: una parte metallica (rondella o conchiglia), una molla ed una gomma preformata. Il reparto Shock Absorber Seals (SAS) processa queste parti per formare una sola unità. Questo reparto, in tre turni di lavoro, produce ogni giorno circa 150000 guarnizioni per ammortizzatori, in vari tipi. Questa produzione è destinata ai fornitori del settore automobilistico tra cui Monroe, Volkswagen e Stabilus Koni. Simrax lavora vari tipi di gomma, secondo le proprie formule, per ottenere una mescola che viene tagliata nelle dimensioni appropriate. L'anello metallico è provvisto di uno strato di materiale che assicurando un corretto incollaggio fa in modo che la gomma possa aderire regolarmente all’anello in una fase successiva. Il reparto SAS effettua la ‘vulcanizzazione’ per conto proprio, ed è qui che la gomma viene pressata ad alta temperatura all’interno dell’anello metallico. Dopo aver effettuato il raffreddamento, la guarnizione viene posta in una tagliatrice dove viene ritagliata nella dimensione corretta e corredata di una molla. Il procedimento poi prevede un controllo automatico della molla, dopo di che la guarnizione viene verificata nuovamente manualmente. Alla fine del processo di produzione, si svolge un altro controllo e questo è eseguito generalmente in modo casuale. In totale, il ciclo di produzione è di 4 minuti per ogni prodotto.

Fornitura di prodotti difettosi

Simrax era alla ricerca di un miglioramento della qualità della macchina per il taglio nel reparto SAS, dove realizzano le guarnizioni per ammortizzatori. Un breve nastro trasportatore alimenta la tagliatrice nella quale le guarnizioni vengono ritagliate a misura. Partendo da una tramoggia di alimentazione, i prodotti vengono posizionati regolarmente sul nastro trasportatore. Tuttavia, a volte questo non avviene in modo corretto e le guarnizioni possono risultare capovolte o, talvolta, la gomma fuoriesce dal bordo, il che si traduce in una doppia piegatura delle guarnizioni nella tagliatrice. Il problema consisteva nella difficoltà di rilevare quando i prodotti non si presentavano con il corretto orientamento nella tagliatrice con la conseguenza di venire spesso tagliati in modo errato e, peggio ancora, di essere consegnati al cliente. 

Lo stabilimento di Freudenberg nel Regno Unito, che funziona come centro di riferimento per il reparto SAS di Kerkrade, ha in funzione una nuova macchina per il taglio, che è stata dotata di tecnologia Omron. Roger Zoontjens, elettromeccanico del reparto SAS presso la Simrax, spiega: ”Nella nostra filiale britannica, il sistema Omron rileva la guarnizione ed anche la molla, che è posta sulla sommità. Ho fatto un test per vedere se questo sistema fosse adatto anche per la nostra macchina esistente, ma si è dimostrato inadatto per questa specifica applicazione. Insieme con Omron, abbiamo iniziato a cercare delle soluzioni migliori”.

La soluzione

Omron ha testato le varie possibilità e la soluzione che è stata trovata più idonea è la misurazione della distanza tramite un sistema laser. L’alimentazione sul nastro trasportatore non è cambiata. Ciò nondimeno, il laser rileva i prodotti che non sono posizionati correttamente e la macchina viene fermata automaticamente. Questo consente al personale di correggere la posizione del prodotto sulla macchina o di rimuovere una guarnizione difettosa. Il risultato è che tutti i prodotti che entrano nella macchina di taglio sono nella posizione corretta e la qualità dei prodotti è aumentata considerevolmente.

Programmazione lineare

Simrax produce ogni giorno diverse serie di prodotti di varie dimensioni. La distanza misurata dal laser differisce per ciascun prodotto. E’ molto facile per il reparto tecnico impostare le dimensioni corrette sul quadro di comando. “La programmazione dei PLC con Omron è semplice' - afferma Roger Zoontjens. “Il software è aperto ed accessibile e, pertanto, non importa quale tipo di macchina è coinvolta. Anche se non ho partecipato allo sviluppo di una macchina, è facile per me programmare il PLC. Non è nemmeno necessario conoscere le caratteristiche specifiche delle macchine. Se ho bisogno di ulteriore documentazione, posso semplicemente scaricarla dal sito web. In base alla mia esperienza, questa è una caratteristica tipica di Omron”.

Niente più reclami

La macchina per il taglio rimane in situazione di fermo più spesso di prima a causa dei prodotti capovolti rilevati. Apparentemente, questo sembra comportare un maggiore dispendio di tempo. Tuttavia a ciò sopperisce ampiamente il fatto che viene impedita la consegna di prodotti difettosi e che viene consegnata una più elevata percentuale di prodotti buoni. “I reclami dei clienti sono la cosa peggiore che ci può accadere”, afferma Mark Hof, Process Engineer presso il reparto SAS della Simrax. “Invece, noi mostriamo ai nostri clienti le misure che stiamo adottando per migliorare e mantenere la qualità dei prodotti che forniamo loro. La soddisfazione e la qualità sono molto importanti. In aggiunta, questo investimento è stato piuttosto proficuo in quanto ora non abbiamo la restituzione di prodotti difettosi”.

Altre applicazioni

This positive experience with the cutting machine also prompted Simrax to apply laser technology in L’esperienza positiva con la macchina per il taglio ha indotto Simrax ad applicare la tecnologia laser anche nella pressa. Roger Zoontjens spiega: “Eravamo alla ricerca di un metodo per misurare la quantità di prodotti fabbricati. In precedenza, per farlo, abbiamo utilizzato una stima approssimativa, contando gli stampi completati. Tuttavia, dal momento che non abbiamo potuto verificare se effettivamente gli stampi venivano veramente riempiti di prodotti, il loro numero effettivo poteva essere valutato solo al termine del processo di produzione. Con una situazione simile a quella della macchina per il taglio, Omron ha studiato con noi una soluzione e ha messo a nostra disposizione le attrezzature per i test. La tecnologia laser ha lavorato molto bene, anche a temperature elevate”. Il laser rileva attraverso una misura a distanza se gli stampi vengono riempiti con le gomme preformate. Se lo scostamento è troppo grande, il PLC dà un segnale e un stampo vuoto viene registrato nel sistema gestionale. In questo modo, Simrax conosce il numero effettivo dei prodotti che stanno completando il ciclo.

Sicurezza

Anche se il laser ha un alto livello di sicurezza (categoria 2), per il massimo della sicurezza Simrax ha installato un ulteriore segnale di rilascio. “In questo modo, il laser non può mai colpire gli occhi di un membro del personale,” dice Roger Zoontjens. “Inoltre, il laser è programmato in modo tale che è attivo solo quando si è in modalità di stampaggio. Pertanto, nel corso di altre condizioni, come durante la fase di riscaldamento e la posizione di base, il laser è disattivato. Questo modo di operare è molto facile da programmare nel sistema Omron”.

Il futuro

Ora che il problema più urgente è stato risolto e Simrax non consegna più dei prodotti difettosi, l'azienda sta progettando di utilizzare un sistema di misurazione su altre presse e di ricercare altri miglioramenti che possono essere realizzati. Forse degli ulteriori risparmi possono essere ottenuti per mezzo di specifiche possibilità di misura come, per esempio, prevenendo la rottura degli stampi a causa di un doppio carico nello stampo. In questo modo, passo dopo passo, la qualità viene ulteriormente migliorata.