Scopo di questo studio `e anche capire come sia possibile implementare layout come quelli mostrati nel paragrafo precedente sfruttando gli strumenti a disposizione dell’azienda, ovve-
ro inserendo nel funzionamento del piano a barre anche il gruppo operatore oggetto della presente trattazione. Analizziamo intanto il funzionamento attuale della macchina.
L’interfaccia su cui viene programmato il funzionamento automatico delle macchine `e quella di Maestro CNC, un software apposito che permette di comunicare ai PLC le istruzioni da eseguire, che a loro volta controllano gli azionamenti dei CNC che di conseguenza eseguo- no i comandi in automatico, dal posizionamento dei dispositivi di bloccaggio al movimento dei gruppi operatori. All’interno del programma si impostano i parametri di macchina, quelli del pezzo da lavorare e le stesse lavorazioni da effettuare. Quindi viene eseguito il codice, detto comunemente “programma pezzo” (part program), che contiene nel suo header tutte le infor- mazioni relative al bloccaggio del pezzo da lavorare (e.g.: tipo di bloccaggio, posizione delle battute, area del piano di lavoro, carico agevolato, innalzatori). La struttura – e la scrittura – del codice, e di conseguenza il funzionamento della macchina, possono essere schematizzati in cinque step:
1. fase setup;
2. lavorazione del pezzo; 3. fase swap;
4. ripresa della lavorazione; 5. scarico del pezzo.
Nella prima fase si dispongono automaticamente i dispositivi di bloccaggio (i.e. morsetti e ventose) sul piano, quindi nella seconda intervengono teste operatrici e gruppi aggregati per le lavorazioni. La terza e la quarta fase servono eventualmente a morsetti e ventose per fissare il pezzo da un altro lato e liberare quello precedentemente adibito al bloccaggio, in modo da poterlo lavorare. La fase 3 si dice “intermedia opzionale” in quanto la riconfigurazione del piano non sempre `e necessaria. Infatti in genere non viene effettuata con le ventose seppur con le dovute eccezioni, come ad esempio i gradini di scala, nella fabbricazione dei quali il pannello viene tagliato in diagonale e poi vengono lavorate contemporaneamente le due parti (che nella fase 3 si allontanano tra loro). Le ultime due fasi sono autoesplicative, poich´e la quarta ha lo stesso funzionamento della seconda e la quinta prevede banalmente un semplice
Ognuno di questi step contiene tutte le istruzioni necessarie per lo svolgimento, passo per passo, dei compiti prefissati da parte della macchina. Ad esempio il punto 1 (e analogamente il terzo) `e strutturato come segue:
1.1. per i morsetti, abbassamento del piattello inferiore e apertura di quello superiore; 1.2. movimentazione lungo X e Y dei dispositivi;
1.3. per i morsetti, abbassamento del piano di lavoro; 1.4. bloccaggio del pezzo.
All’interno dell’intero ciclo di lavoro andr`a inserito il codice che contiene i comandi per azionare il gruppo operatore. Osserviamo che, aggiungendo un apposito controllo di anticol- lisione tra gli utensili, il gruppo avrebbe la possibilit`a di lavorare simultaneamente alle teste operatrici o ai gruppi aggregati. Di conseguenza sono state valutate due possibilit`a: una so- luzione prevede di farlo lavorare nelle fasi 2 e 4 mentre i gruppi operatori lavorano dall’alto, l’altra ne considera invece un utilizzo statico, facendo s`ı che si posizioni durante le fasi 1 e 3, pur lavorando sempre nelle fasi 2 e 4. Schematizziamo ora le istruzioni da impartire nelle due alternative, che in futuro andranno trasformate in codice.
Versione A – movimentazione e utilizzo durante le fasi di lavoro: 1. fase setup;
2. lavorazione del pezzo;
2.1. abbassamento del gruppo operatore; 2.2. posizionamento del gruppo lungo X e Y;
2.3. accensione e risalita del gruppo con lavorazione; 2.4. discesa del gruppo operatore;
3. fase swap;
4. ripresa della lavorazione; 5. scarico del pezzo.
Dove sono necessari pi`u interventi verr`a eseguito un ciclo dal punto 2.1 al 2.4, inoltre sar`a sempre possibile un primo posizionamento del gruppo durante la fase di setup. Le istruzioni possono essere inserite allo stesso modo nella fase 4, identica alla seconda, per quanto sia improbabile che succeda, dal momento in cui i top della cucina tendenzialmente sono bloccati solo tramite ventose.
Versione B – movimentazione durante le fasi di setup o swap e utilizzo statico: 1. fase setup;
2. lavorazione del pezzo; 3. fase swap;
3.1. abbassamento del gruppo operatore; 3.2. posizionamento del gruppo lungo X e Y; 3.3. attesa del bloccaggio del pezzo;
4. ripresa della lavorazione;
4.1. accensione e risalita del gruppo con lavorazione; 4.2. discesa del gruppo operatore;
5. scarico del pezzo.
In questo caso la ciclica verr`a effettuata con l’alternanza di altre fasi di swap e di lavo- razione. Le istruzioni di bloccaggio possono essere impartite anche nello step 1, come nella versione precedente, mentre quelle di lavorazione sono implicite anche nello step 2, identico al quarto.
Per scegliere quale delle due soluzioni implementare viene eseguita un’analisi in termini di costo di implementazione e costo di tempistiche. La versione B sembra pi`u complessa, ripar- tendo le istruzioni in due fasi del ciclo, ma `e indubbiamente quella pi`u semplice da realizzare. La A infatti richiede di far muovere il gruppo insieme alle teste operatrici, e quindi di movi- mentare le barre lungo l’asse Y durante la fase di lavorazione, una funzione attualmente non presente in macchina, visto che le ventose si dispongono nelle fasi apposite (1 e 3). Tuttavia,
mantenendo la ciclica attuale, nella B serviranno pi`u fasi swap per poter movimentare il grup- po lungo Y, mentre nella A ci si pu`o muovere liberamente rimanendo sempre nella stessa fase, quella di lavorazione. Questo `e un vantaggio in termini di tempo, perch´e l’alternanza tra le fasi 3 e 4 richiede un consenso tra le parti e dunque intervalli di tempo che influiscono sulla durata totale del ciclo, aumentandola. Un altro vantaggio della proposta A `e che durante le fasi di lavorazione `e possibile muovere il gruppo operatore lungo la barra mentre la testa principale della macchina lavora dall’alto, al contrario della proposta B, nella quale il movimento della testa a cinque assi non pu`o avvenire contemporaneamente alla movimentazione del gruppo, perch´e nella fase swap non `e possibile utilizzare la testa principale del CNC. Dal momento in cui le lavorazioni effettuate dal basso sono mediamente pi`u semplici e in numero inferiore, otteniamo lavorazioni dal basso ad un costo di tempo nullo nel caso A.
Pertanto, riassumendo, la specifica di funzionamento A implica un costo di implementazio- ne maggiore rispetto alla B, ma ha un costo di tempo minore. Tra i due fattori `e pi`u importante la tempistica, perch´e riducendola aumenta di conseguenza la produttivit`a della macchina, e dunque la possibilit`a che il dispositivo interessi al cliente. Possiamo quindi concludere che l’opzione pi`u vantaggiosa sia la A.
Ad ogni modo, quale che sia la soluzione adottata, tra le istruzioni da impartire `e necessario inserire anche la definizione della copertura del piano ogni volta che il gruppo operatore viene spostato da una barra all’altra, in quanto il numero di barre che si trovano alla sua sinistra e alla sua destra ne limita il movimento lungo l’asse X per una semplice questione di spazi. Per ottenere l’area di copertura ottimale vanno tenute in considerazione anche le battute frontali e laterali che possono essere montate in pi`u punti, sia sulle barre fisse che su quelle mobili, e vanno scelte (e impostate sul programma) dunque in modo da avere la maggior superficie possibile del pezzo disponibile per la lavorazione.
L’ingombro da tenere in considerazione per l’accostamento delle barre una con l’altra corri- sponde alla “sporgenza” dell’oggetto rispetto alla barra stessa, che risulta di 123,5 mm – spazio al quale andr`a aggiunto qualche millimetro di margine in pi`u come offset, per non rischiare un contatto tra le due parti. Consideriamo l’ingombro solo da un lato, perch´e dall’altro il corpo del gruppo operatore non sporge rispetto a quello della barra.