„La massima precisione è il presupposto fondamentale per il nostro lavoro“ – questa alta aspirazione è formulata da Jörg Osterkamp, amministratore delegato della Bott Werkzeug- und Maschinenbau GmbH. L'azienda di Wolfegg, nell'Allgäu oberschwaben, ottimizza i suoi processi di produzione grazie al software di misurazione e automazione FormControl X di Blum-Novotest.
Alois Bott fondò la Bott GmbH nel 1987. Lui e i suoi collaboratori hanno messo le loro capacità e competenze in campo fin dall'inizio in diversi settori: vengono costruite macchine speciali per aziende della zona, un testa fresatrice angolare sviluppata internamente viene utilizzata dai clienti per fresare profili per finestre.
Nel 2009, Bott ha acquisito la costruzione di utensili di un'azienda vicina con macchine e dipendenti, ampliando così ulteriormente la gamma di offerte. Oggi, questa costruzione di utensili, in cui vengono prodotti ad esempio utensili da taglio, di stampaggio e di deformazione per l'industria automobilistica, insieme alla sempre più sviluppata produzione su commissione, rappresenta il fulcro dell'azienda. Inoltre, continuano a essere prodotti i mandrini fresatori angolari, ma vengono anche forniti ai clienti dosatori a vite con bilance per contenitori, che desiderano mescolare ricette molto precise.
Il numero dei dipendenti è aumentato a 45, l'azienda è ancora in mano alla famiglia.
Su un centro di tornitura-fresatura HERMLE C42 MT si trova un forte indizio che Bott fornisce la massima precisione: qui Hermle fa produrre un componente centrale delle sue macchine. Altri pezzi realizzati su questa macchina sono i cosiddetti flangi combinati in diverse dimensioni, che vengono lavorati per un'azienda vicina. Questi pezzi torniti-fresati ad alta complessità sono stati uno dei motivi per cui gli specialisti della produzione di Bott hanno rapidamente trovato un accordo con BLUM per partecipare come beta tester allo sviluppo del software di misurazione e automazione FormControl X.
Norbert Leins, programmatore CAD/CAM e preparatore di lavoro, elenca le ragioni per l'introduzione del software: "Da un lato, la macchina dotata di un cambiavalute di pallet dovrebbe funzionare in modo automatizzato 24 ore su 24, dall'altro, durante e dopo il processo di lavorazione, è necessario controllare misure che non possono essere semplicemente misurate a mano. E non da ultimo, dovrebbero essere misurate tolleranze di forma e posizione, cosa che non è possibile con i cicli di misurazione standard."
I pezzi grezzi realizzati nel centro di tornitura-fresatura in acciaio inossidabile difficile da lavorare vengono montati su un pallet nel posto di attrezzaggio esterno, che l'operatore ha posizionato. Durante il cambio del pallet, l'operatore indica il programma NC corrispondente al pezzo grezzo. In questo modo si riempie il magazzino dei pallet e può iniziare la lavorazione. Prima di tutto, il tastatore di misura rileva il punto zero del pallet e la macchina inizia quindi a eseguire il programma NC. Per il flangia combinata menzionata, la lavorazione dura oltre 20 ore.
Pertanto, è particolarmente importante rilevare gli errori precocemente sulla macchina. Ad esempio, prima dell'ultimo passaggio di finitura, le misure rilevanti vengono misurate con il tastatore e di conseguenza lo strumento viene corretto con FormControl X.
Nel corso di questa lavorazione altamente complessa, da Bott vengono continuamente controllate misure importanti. A tal fine, il sensore di misura viene sostituito come uno strumento e i punti di misura vengono percorsi. "A lungo ci è mancata una possibilità per controllare le tolleranze di forma e posizione", ricorda Norbert Leins, "quando BLUM ci ha contattato per partecipare al beta test di FormControl X, abbiamo subito accettato - perché FormControl X può misurare esattamente queste caratteristiche."
Il software è molto facile da usare e si possono creare rapidamente i primi programmi di misurazione con un clic del mouse.” A tal fine, Leins definisce i punti di misurazione nel client FormControl X Config sull'3D model precedentemente importato. L'assistente contestuale integrato riconosce automaticamente le aree geometriche e suggerisce punti di misurazione tipici e tolleranze standard.
Il lavoro di misurazione viene quindi trasferito sul server e richiamato dalla macchina per l'elaborazione dei punti di misurazione. A Leins è piaciuto molto poter integrare i modelli 3D creati in SolidWorks nel sistema CAM SolidCAM con le geometrie degli strumenti di serraggio e poi trasferire questa geometria complessiva in FormControl X. In questo modo, la situazione di serraggio è completamente rappresentata in FormControl X e già durante la creazione dei programmi di misurazione è possibile prevenire una collisione della sonda di misurazione.
„Anche i sistemi di coordinate vengono trasferiti dal programma CAM“, aggiunge Leins. In FormControl X l'utente definisce i punti e i valori da misurare, che per Bott includono tra l'altro diametri e larghezze delle scanalature, ma anche la planarità delle superfici lavorate. „E dobbiamo rimanere entro cinque micrometri“, aggiunge Florian Bott, team leader della fresatura.
„Questa precisione della posizione è importante per il processo successivo, in cui i pezzi vengono levigati. Da un lato dobbiamo lasciare un certo margine per la levigatura, dall'altro lato è più veloce quanto meno margine c'è da rimuovere. Pertanto, la lavorazione precisa nel centro di tornitura-fresatura fa risparmiare molto tempo.“ Proprio vicino alla macchina c'è un computer, dove l'operatore della macchina può visualizzare le statistiche di tutti i punti di misura e reagire immediatamente in caso di deviazioni.
Nel software BLUM, i percorsi di movimento tra i punti di misura vengono calcolati automaticamente. L'operatore può definire se il software deve eseguire un'ottimizzazione intelligente del percorso di misura per ridurre al minimo il tempo di misurazione o se deve semplicemente seguire il programma predefinito. Successivamente, durante la programmazione, viene eseguita la simulazione del programma di misura e un controllo delle collisioni - come descritto, sulla base dell'intera situazione di bloccaggio.
Una delle caratteristiche più importanti di FormControl X è il controllo statistico del processo (Statistical Process Control, SPC). Questa funzione consente di monitorare l'andamento dei valori di misura nel tempo e di automatizzare il processo di lavorazione in base a limiti di avviso e intervento precedentemente definiti. Ogni misurazione viene memorizzata nel database del server del software e visualizzata nell'interfaccia web quando necessario. Ad esempio, è possibile monitorare l'usura degli utensili o identificare altre imprecisioni generate dalla macchina o dal processo. "Se desiderato, FormControl X corregge i valori di consegna per compensare l'usura degli utensili", spiega Leins. "Nella rappresentazione SPC si può vedere esattamente come l'utensile si usura nel tempo e si possono prendere misure appropriate in tempo. L'assegnazione dei risultati di misura al componente attuale avviene tramite un ID univoco."
In alternativa, FormControl X offre la possibilità di sostituire automaticamente un utensile con un utensile gemello quando l'usura supera il limite di avviso predefinito. Questo consente di rispettare le tolleranze anche in operazioni senza operatore. Per la misurazione e il monitoraggio degli utensili, sulla macchina è installato il sistema di misurazione laser LC52-DIGILOG di BLUM, con il quale vengono misurati sia utensili da fresatura che da tornitura. In questo modo, Bott garantisce che i processi di lavorazione si svolgano in modo affidabile sia tramite misurazione degli utensili che dei pezzi.
"FormControl X rende veramente completo il funzionamento senza operatore", afferma Leins. "Se qualcosa va storto durante questo periodo, spesso ce ne accorgiamo solo dopo che anche i pezzi successivi sono stati prodotti in modo errato. Con il software BLUM, il sistema reagisce in modo flessibile. Se un'ulteriore lavorazione non è più possibile, ad esempio dopo una rottura dell'utensile, il pallet interessato viene bloccato, un nuovo pallet viene caricato e un utensile gemello viene inserito. In questo modo si sfrutta il tempo successivo." E grazie alla compensazione dell'usura, i valori di misura rimangono nella precisione desiderata.
"Tuttavia, controlliamo i pezzi prodotti senza operatore il giorno successivo a campione sulla macchina di misurazione", continua Leins. "Questo è in parte prescritto dai clienti per il protocollo di consegna. Inoltre, solo la sala di misurazione è stabilizzata termicamente. Ma grazie alle misurazioni possibili con FormControl X nella macchina, possiamo essere certi di misurare esclusivamente pezzi buoni sulla macchina di misurazione." Nella fase beta, gli specialisti di Bott hanno verificato la misurazione di FormControl X con una misurazione aggiuntiva sulla macchina di misurazione, ma si è rapidamente dimostrato che i risultati coincidevano. "In questo modo abbiamo acquisito fiducia nel software e nella misurazione nella macchina", sottolinea Leins.
Jörg Osterkamp trae una conclusione: "FormControl X ha soddisfatto le nostre aspettative, siamo riusciti a risparmiare il 30% del tempo in produzione e a stabilire un processo senza operatore stabile. Questo è molto importante, soprattutto nell'attuale carenza di lavoratori qualificati. Che la precisione della lavorazione sia corretta è per noi una condizione fondamentale, e FormControl X lo soddisfa. Inoltre, il software ci ha portato a tempi di mandrino aumentati e soprattutto al controllo statistico del processo, che ci fornisce la trasparenza e la fiducia nel processo di cui abbiamo bisogno.
FormControl X viene attualmente adattato da BLUM a controlli più vecchi, poi utilizzeremo il software su altre macchine."
Anche Norbert Leins è molto soddisfatto: "I risparmi nel processo sono una cosa. Per me è ancora più importante che il processo funzioni in modo ottimale. L'uomo può dimenticare di controllare una misura, la macchina no. E il fatto che anche BLUM si fidi dei nostri processi di produzione si dimostra già nel fatto che di tanto in tanto produciamo anche parti di fornitura per i tastatori BLUM."
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