SKF Industrie S.p.A.

Il progetto pilota della piattaforma sviluppato e attualmente in funzione presso lo stabilimento di Villar Perosa di SKF Industrie S.p.A. è diviso in tre ambiti principali, ognuno dei quali dimostra una diversa caratteristica del sistema. Di seguito la descrizione degli aspetti principali dei tre sotto-dimostratori

1. Sistema di tracciabilità per cuscinetti di Super-Precisione mediante marcatura di un Data Matrix Code

Al fine di garantire una completa tracciabilità dei controlli e delle informazioni raccolte lungo il processo di produzione dei cuscinetti, la SKF ha progettato un sistema per la misura e l’archivio digitale dei dati mediante l’uso di un codice Data Matrix marcato sulla superficie del cuscinetto. I siti produttivi SKF interessati in questa implementazione sono quelli di Torino e Villar Perosa, in cui si producono i cuscinetti di Super-Precisione per applicazione industriale (principalmente per i mandrini delle macchine utensili).

Si tratta di un prodotto progettato per soddisfare requisiti nell’applicazione particolarmente restrittivi (alti carichi oppure alte velocità, mantenendo elevate precisioni) e di conseguenza sono sottoposti a lavorazioni e controlli estremamente accurati.

Il Data Matrix è un codice standard (normativa di riferimento ISO / IEC TR 29158), costituito da una matrice quadrata o rettangolare di celle bianche e nere. Nel progetto di SKF esso viene impresso sulla superficie esterna del cuscinetto mediante marcatura laser e contiene un codice univoco identificativo del cuscinetto. Quest’ultimo funge da chiave di accesso ad un Database, in cui sono contenute tutte le informazioni raccolte stazione dopo stazione in formato digitale.

Gli anelli vengono marcati a valle delle operazioni di rettifica, dove vengono lavorati per raggiungere le quote finite previste da disegno nelle tolleranze richieste. Da questo punto in poi gli anelli sono sottoposti ad una serie di controlli e di operazioni che partendo dal controllo dimensionale degli anelli si concludono con il confezionamento e l’etichettatura del cuscinetto. E’ in questa fase del processo, denominata di Controllo e Customizzazione, che viene implementato il sistema di tracciabilità con Data Matrix.

La prima operazione consiste negli accurati controlli dimensionali e geometrici cui sono sottoposti gli anelli, i cui risultati di misura vengono storicizzati grazie all’uso del Data Matrix. Ogni workstation è infatti dotata di uno strumento di lettura che riconosce il pezzo e che si collega al relativo record contenuto nel database per l’archivio delle misure effettuate. Il processo di misurazione è effettuato mediante una sonda ad induzione magnetica per l’acquisizione di un segnale digitale. Questo processo di lettura – misura – archiviazione digitale si ripete per ogni stazione successiva nel reparto di Controllo e Customizzazione.

Una volta controllati, gli anelli vengono appaiati e grazie alla lettura sequenziale dei due Data Matrix (di anello interno ed anello esterno) i loro dati vengono associati. Da questa operazione in poi, il Data Matrix di riferimento diventa pertanto quello dell’anello esterno.

Questo sistema si presta tanto alla tracciabilità dei controlli effettuati sul cuscinetto quanto alla tracciabilità del prodotto e dei suoi componenti, come avviene nella successiva stazione di assemblaggio del cuscinetto. In questa fase vengono associate al cuscinetto le informazioni relative al lotto di provenienza di ogni componente, sia esso un semilavorato come nel caso della gabbia o un componente acquistato all’esterno come per gli elementi volventi (sfere o rulli), e le informazioni relative al lotto di fabbricazione (Ordine Cliente), con le relative quantità e scadenze temporali, al fine di digitalizzare e conseguire così un controllo in tempo reale sull’avanzamento della produzione.

La raccolta e l’archivio digitale delle informazioni serve ad automatizzare e semplificare le operazioni in cui sono richiesti i dati specifici di ogni cuscinetto. In questo modo è possibile dunque digitalizzare operazioni che finora sono eseguite manualmente (come la compilazione delle etichette) ed evitare i frequenti errori di lettura o di digitazione dovuti all’operatore.

Concludendo, i benefici forniti da un tale sistema di tracciabilità sono molteplici. La disponibilità dei dati di un cuscinetto è di grande valore nella gestione delle operazioni richieste una volta che esso torna dal suo campo di applicazione, nel caso ad esempio di un’efficace gestione dei reclami. Una simile soluzione consente inoltre di migliorare l’affidabilità e la qualità dei processi di misura e di limitare gli errori commessi dall’operatore.

Al tempo stesso, il Data Matrix, che in questo caso è progettato per un uso interno all’unità produttiva, si presta per ulteriori e vantaggiosi scopi. Nell’ambito dei servizi offerti al cliente, la SKF sta collaborando con i dipartimenti di competenza interni al Gruppo per integrare all’interno del Data Matrix una soluzione di anticontraffazione e per condividere i dati raccolti con il cliente, mediante lo sviluppo di un’apposita applicazione digitale.

 

2. Algoritmo di appaiatura automatica degli anelli e dei cuscinetti in set

L’esigenza di creare un sistema che sia in grado di svolgere l’operazione di appaiatura degli anelli in maniera automatica attraverso un algoritmo nasce dalla natura meticolosa dell’operazione stessa e dalla volontà di agevolare l’operato degli addetti che, da sempre, svolgono tale operazione manualmente con l’ausilio di opportuni strumenti.

Sebbene apparentemente l’appaiatura possa sembrare un’operazione di “routine” e standardizzata nella sua esecuzione, in realtà rientra tra le operazioni più delicate dell’intero processo produttivo perché, oltre ad essere esposta ad una certa percentuale di rischio per via di eventuali errori umani, dalla sua corretta esecuzione dipende il giusto compimento di altre operazioni altrettanto delicate come il montaggio e lo stand out.

Il processo di appaiatura pertanto è funzionale per altre operazioni successive e il buon esito ne condiziona il grado di successo/insuccesso.

Scopo:

ottenere una buona selezionatura degli anelli interni ed esterni (IR/OR) misurati ad un certo valore di diametro gola. 

Dopo la selezionatura e le prove di angolo e carico, l’operatore prosegue iniziando ad appaiare IR ed OR . Appaiare non significa solamente prelevare un IR e un OR appartenenti alla stessa classe dimensionale, è un processo molto dinamico in cui l’operatore si trova spesso a dover prendere delle decisioni in base a molte variabili che entrano in gioco.

Quali sono queste variabili?

• Distribuzione degli anelli – in base a come si distribuiscono gli anelli lungo la Gaussiana, l’operatore decide come iniziare il suo “gioco” di appaiatura, normalmente però si inizia ad appaiare dalle code;
• Sfumatura sfera – la sfumatura sfera è stabilita durante la prova ma durante l’appaiatura vera e propria può capitare di dover cambiare la sfumatura nel caso rimangono anelli “difficili da appaiare”
• Work Order
  • i cuscinetti vengono appaiati in base alla variante finale richiesta dal piano produzione. Per quanto riguarda i Gruppi di cuscinetti, in base alle varianti si capisce se ci troviamo di fronte a cuscinetti disuguali (vengono appaiati senza tenere conto della misura di spessore) o ugualizzati (IR e OR per essere appaiati devono presentare lo stesso valore di spessore misurato attraverso un apposito strumento)
• angolo di contatto, va controllato ad ogni lotto

Sviluppo di un dimostratore che tramite un algoritmo riesca a svolgere la selezione e l’accoppiamento degli anelli e dei sets in maniera automatica

Quando entra in gioco l’algoritmo?

• Selezione
• Appaiatura

L’algoritmo è più efficiente se l’appaiatura funziona già con il Data Matrix.

Trasporto degli anelli dai Canali di rettifica al controllo metrologico tramite AGV

Durante il processo di produzione gli anelli in lavorazione devono essere controllati e misurati per verificare che rientrino nelle tolleranze richieste.

I controlli e le misure vengono effettuate dagli addetti al Box Microgeometria.

• Attualmente gli addetti alle macchine in Rettifica, tramite un touchscreen a bordo macchina, inviano una “richiesta di controllo”;
• Gli addetti ai canali di Rettifica portano fisicamente i pezzi muniti di un cartellino con un barcode;
• La “richiesta di controllo” viene visualizzata dagli addetti in Microgeometria su un Monitor;
• L’addetto in Microgeometria scansiona il barcode e automaticamente la “richiesta di controllo” verrà visualizzata in Rettifica come “in attesa di lavorazione”;
• Una volta terminata la prova, l’addetto scansiona di nuovo il barcode, gli viene chiesto se la prova è andata a buon fine o meno (direttamente sul computer collegato alla strumentazione per effettuare la prova).
• L’esito viene inviato direttamente a bordo macchina dove l’addetto visualizza la prova.

Lungo il canale produttivo le prove vengono effettuate

• Sia per gli anelli IR che OR
• per ogni macchina di lavorazione presente sul canale
• il canale è costituito da un totale di 10 macchine, rispettivamente 5 dedicate alle lavorazioni degli anelli interni, 5 alle lavorazioni degli anelli esterni

Introduzione all’AGV

Perché l’AGV:

L’iniziativa di introdurre un AGV nasce dall’esigenza di ottimizzare il processo produttivo e creare un sistema automatizzato integrato in ottica paperless al fine di migliorare il controllo e l’esecuzione del controllo.

Come utilizzare l’AGV:

dovrà essere integrato come supporto alla linea produttiva per trasportare gli anelli dai canali al box di Microgeometria (e viceversa) dove gli anelli vengono sottoposti a diverse prove. Lo scopo della prova è assicurare di lavorare gli anelli rispettando determinati parametri dimensionali in base alla tipologia in corso di lavorazione.

L’AGV dovrà essere collegato al Sistema di Gestione della Produzione, l’operatore, interfacciandosi con un touch a bordo macchina, avrà la possibilità di “chiamare” l’AGV che, posizionandosi esattamente in prossimità della macchina per cui è stata richiesta una prova, si recherà in Microgeometria per trasportare il pezzo.

Sulla base delle informazioni raccolte sarà possibile programmare l’AGV in modo che possa distinguere le priorità delle prove da eseguire e la logica da usare nel caso in cui ci fossero più richieste di prova in contemporanea.

Di seguito il flusso che l’AGV potrebbe seguire per soddisfare le varie richieste provenienti dalle macchine, compatibilmente con le richieste di prova stabilite dalle Istruzioni di Lavoro.