Nei settori della robotica e dell'analisi connessa, l'automazione industriale ha fatto progressi rapidi. Tuttavia, nella lavorazione c'è ancora un punto cieco. Infatti, sebbene le aziende abbiano automatizzato il monitoraggio, connesso le macchine e installato dashboard, il momento in cui lo strumento incontra il pezzo spesso dipende ancora dall'intuizione dell'operatore o dalla verifica post-lavorazione. Di seguito si spiega perché gli strumenti sensoriali rappresentano il prossimo passo nell'automazione.
Le aspettative per la produzione intelligente sono elevate. Secondo l'indagine Deloitte 2025 Smart Manufacturing and Operations Survey, il 92% delle aziende intervistate ritiene che la produzione intelligente sarà il fattore più importante per la competitività nei prossimi tre anni. Essa ha un impatto positivo sulle prestazioni produttive, sulla produttività e sulla capacità.
Implementare programmi più veloci o installare robot attorno a una macchina non è sufficiente se il processo di lavorazione continua a basarsi su sensazioni o parametri troppo conservativi. La condizione per una vera automazione è riconoscere in tempo reale cosa sta accadendo durante l'intervento e adottare misure correttive prima che si verifichino danni e che i tempi di inattività aumentino.
Gli strumenti sensoriali sono strumenti di lavorazione, adattatori o portautensili dotati di sensori integrati o montati. Questi catturano segnali importanti durante la lavorazione. In questo modo, il sistema può rilevare le forze di taglio e le vibrazioni, riconoscere il ronzio superficiale sulla punta dello strumento e trasmettere queste informazioni in tempo reale a un'interfaccia operatore o al controllo della macchina. Le anomalie possono essere rilevate e possono essere adottate misure correttive appropriate. Questo può significare una breve interruzione della lavorazione, un aggiustamento dei parametri o un cambio di utensile.
Il punto cruciale è che attraverso interventi riproducibili all'interno del processo di lavorazione - cioè flussi di lavoro che forniscono sempre gli stessi risultati affidabili quando vengono eseguiti ripetutamente - si garantisce una continuità su tutti i turni di lavoro.
Aumento della produttività
Gli strumenti con sensori aumentano la produttività stabilizzando il taglio e riducendo i fermi imprevisti. Una volta che un processo è veramente sicuro, le aziende di produzione possono estendere senza preoccupazioni le finestre temporali non supervisionate. L'attenzione si sposta quindi da un elevato impegno di personale nella produzione a un risparmio di tempo sostenibile.
Un ulteriore vantaggio degli strumenti controllati da sensori è la loro maggiore durata. Molte aziende di produzione stabiliscono intervalli di cambio conservativi per paura di guasti imprevisti. Tuttavia, questo porta a non sfruttare appieno la durata potenziale degli strumenti e ad aumentare i costi. Altri, invece, superano gli intervalli raccomandati, il che porta a danni da rottura e quindi a costi più elevati per scarti e tempi di recupero.
Grazie ai segnali live provenienti dal processo, vengono prese decisioni basate su evidenze. Ad esempio, una piastra di taglio viene sostituita perché la firma del segnale indica che ha raggiunto la fine della sua vita utile - e non perché un contatore è scaduto o perché si sospetta. Questo approccio porta a tempi di taglio più lunghi, meno interruzioni e un maggiore utilizzo su un'intera flotta di macchine e in un anno di produzione, senza la necessità di assumere personale aggiuntivo.
Colmare le lacune di conoscenza
Secondo la World Manufacturing Foundation, il 74% delle aziende ha difficoltà a reclutare le competenze necessarie. Poiché questo problema si intensificherà in futuro, le aziende di produzione devono offrire formazione interna per riqualificare il proprio personale. In questo contesto, i leader dell'industria manifatturiera possono commettere diversi errori se non utilizzano i dati come strumento di apprendimento.
Se non si riesce a catturare il senso di un processo di taglio ottimale nei sistemi, può andare perso quando nuovi dipendenti entrano nell'azienda e operatori esperti escono. Gli strumenti sensoriali aiutano a trasformare anni di esperienza in dati espliciti e insegnabili su cui i nuovi dipendenti nella produzione possono fare affidamento. Memorizzando curve di segnale, soglie e registri di eventi, si crea un manuale che funge da guida per la selezione dei parametri e facilita la risoluzione dei problemi attraverso turni e sedi.
Quando la conoscenza non è conservata solo in poche menti, ma anche in dati e modelli, le decisioni diventano ripetibili e verificabili. In questo modo, i responsabili della produzione ottengono dati di taglio tracciabili che supportano audit e documentazione per i clienti. Allo stesso tempo, gli ingegneri hanno una base più solida per miglioramenti continui, poiché la storia del processo è un insieme di dati e non un'aneddoto. Soprattutto, gli operatori delle macchine possono ora concentrarsi sull'ottimizzazione del processo piuttosto che sull'individuazione di rumori evidenti, il che è essenziale data l'evoluzione della forza lavoro.
Decisioni controllate dalla macchina
In molte aziende di produzione, i settori della visualizzazione e dell'automazione vengono spesso confusi. Sebbene un diagramma su un tablet sia utile e offra senza dubbio intuizioni uniche, richiede comunque che una persona riconosca un problema e reagisca sotto pressione.
Per raggiungere una vera automazione, in cui il sistema mantiene automaticamente i limiti del processo, dovrebbero essere utilizzati strumenti sensoriali. Se, ad esempio, il ronzio supera un'area definita o le forze di taglio aumentano così tanto che è previsto un guasto, il controllo interrompe senza indugi il processo, ritira lo strumento, modifica l'avanzamento o attiva un cambio di utensile. In questo modo, la qualità del componente, gli strumenti e l'impianto possono essere protetti immediatamente, e ciò prima che vengano rilevati errori.
Le intuizioni nel processo di taglio in corso chiudono il ciclo di feedback e consentono cicli stabili e ripetibili, nonché tempi di funzionamento non supervisionati. Nella pratica, ciò consente alle aziende di pianificare in modo affidabile la loro produzione non presidiata e di produrre 24 ore su 24. Il controllo riconosce le condizioni al di fuori dei limiti e applica automaticamente le misure di protezione configurate, invece di fare affidamento su una persona che nota una tendenza solo successivamente.
Un approccio pratico
Colmando il divario tra sensore e controllo, il monitoraggio diventa un processo interno alla macchina che protegge in modo coerente il processo di lavorazione. Per soddisfare i diversi stadi di sviluppo delle aziende di produzione, la soluzione di strumenti sensoriali CoroTurn Plus è stata progettata con due livelli funzionali complementari.
Trasmette dati in tempo reale CoroTurn Plus al CoroPlus Viewer su un PC o tablet, consentendo agli operatori di avere visibilità passiva su vibrazioni superficiali e forze di taglio. In caso di superamento dei limiti, possono anche ricevere allarmi acustici. Inoltre, possono vedere tendenze rispetto a processi di riferimento, ricevere avvisi in caso di superamento dei limiti, controllare valori e deviazioni e contrassegnare eventi per accelerare l'analisi delle cause. Nel tempo, i segnali raccolti indicano quando una lama intercambiabile ha raggiunto la fine della sua vita utile. In questo modo, i dipendenti possono sostituirla al momento giusto, evitando sia cambi prematuri che gravi guasti della macchina.
Il passo successivo è la protezione integrata nella macchina, in cui CoroTurn Plus e CoroPlus Connected vengono combinati. In questa modalità, gli stessi segnali vengono inviati al controllo NC della macchina. Attraverso il software o il codice NC, gli utenti impostano limiti per vibrazioni, carico degli utensili e vibrazioni. In caso di un evento imprevisto, il controllo avvia automaticamente misure di protezione. Queste includono l'arresto dopo un blocco, pause opzionali e il sovraspresso di velocità di avanzamento e di taglio. Tutto ciò consente una decisione migliorata e automatizzata controllata dalla macchina.
Conclusione
Nella produzione intelligente, ciò che accade sulla punta dell'utensile è fondamentale. Sebbene le connessioni cloud e i dashboard migliorino la visibilità, un utensile “cieco” fa sì che l'intervento dell'utensile rimanga il punto debole del processo. Gli utensili sensoriali creano qui la necessaria trasparenza e consentono di affrontare direttamente la causa. Ciò trasforma l'intervento dell'utensile in un processo controllabile e verificabile, che consente lavorazioni non presidiati con risultati prevedibili.
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