Punzontrice da coil combinata con taglio laser: sistemi di taglio combinati con macchine indipendenti

A volte sembrava che le aziende che volevano risolvere un problema come la produttività o l’efficienza, dovessero per forza mettere da parte la flessibilità.

L’introduzione del laser risolse questo dilemma nelle punzonatrici da coil, introducendo grandissima flessibilità a un processo già molto efficiente e aumentando la produttività del sistema rispetto alla sola punzonatura da coil, ancora di più rispetto alla punzonatura da foglio.

Aziende che lavoravano la lamiera partendo da foglio, quando avevano volumi importanti, si rivolgevano alle linee di stampaggio e profilatura per aumentare la produttività, ma lamentavano di dover fare i conti con una perdita di flessibilità per il tempo necessario a cambiare le serie di rulli.

Altre volte aziende che producevano staffe e accessori in lamiera lasciavano il foglio per passare alle linee di stampaggio da coil, molto produttive, ma che richiedevano uno stampo diverso per ogni prodotto.

Questi tempi di attrezzaggio per il cambio prodotto finivano per ridurre la produttività se i lotti erano piccoli.

Antonio Zambelli è titolare della ditta FEMI-CZ SpA, bellissima azienda di Rovigo e nostro cliente da oltre vent’anni, oggi in Joint Venture con il gruppo tedesco Niedax. Attiva dal 1973, cominciò la sua crescita a partire dagli anni ‘80 lavorando con profilatrici Dallan per produrre profili per sistemi portacavi e strutture portanti di alta qualità.

In questo tipo di produzione è necessario produrre anche una quantità di piccoli accessori in lamiera e, molto spesso, vengono richiesti profili con forature speciali, dato che l’azienda è leader delle forniture di sistemi portacavi custom, ossia su specifica richiesta del cliente.

Le linee in produzione includevano presse di foratura con stampi a passo, ma la tecnologia degli stampi dedicati non permetteva grande flessibilità.

Quindi decisero di investire con noi in un sistema di punzonatura e taglio laser simultaneo Coil To Combo.

Anche qui, il sistema include una punzonatrice parametrica servoelettrica e, separato da un buffer, un sistema di taglio laser con sistema di visione.

La soluzione, grazie al sistema di visione integrato al taglio laser, permetteva di completare il taglio dei pannelli pre-punzonati mentre la punzonatrice continuava a lavorare a monte.

La punzonatura parametrica da coil permette, come abbiamo visto di punzonare in modo già molto veloce, venendo meno i tempi di rifilo del pezzo e di carico e scarico.

Il laser aggiunge la stessa flessibilità di un sistema da foglio ed eseguendo il taglio laser in tempo mascherato, la linea è sempre enormemente più produttiva di un qualsiasi sistema tradizionale.

Con FEMI-CZ abbiamo aggiunto un altro elemento di flessibilità: un certo numero di prodotti non necessitava in effetti del taglio laser e quindi il modulo finale sarebbe rimasto inutilizzato.

Invece abbiamo aggiunto un sistema di scarico tra punzonatrice e laser, in modo da permettere di utilizzare, volendo, punzonatrice e laser in modo indipendente: la punzonatrice lavora il nastro da coil e i prodotti punzonati e tagliati a misura vengono impilati direttamente dopo la punzonatrice.

Contemporaneamente, la macchina di taglio laser può essere utilizzata caricandola con fogli singoli di lamiera, sulla rulliera di entrata.

Infatti, il nostro sistema di taglio laser con sistema di visione è tuttora l’unico che permette di essere utilizzato sia a partire da nastro, che da foglio!

Ecco una testimonianza di Antonio Zambelli, amministratore delegato di FEMI-CZ:

“La collaborazione con Dallan, azienda e famiglia, esiste da oltre vent’anni e sono convinto che potrà proseguire con altre belle soddisfazioni. Il tempo investito nell’avvio della nuova linea CXN combinata oggi sta dando alla nostra azienda grandi risultati in termini di flessibilità e risparmio sotto diversi aspetti. FEMI-CZ è un’azienda che oltre ad avere un’importante quota di produzione standard, ha anche un altrettanto rilevante quota di produzione custom, che giorno dopo giorno deve essere “inventata” e organizzata, nel rispetto dei tempi e dei costi. La risposta che abbiamo trovato alle nostre esigenze, sia standard che custom, è proprio questa combinata Dallan, che concepita come “due macchine in una” eleva ancor di più la possibilità di utilizzo, ottimizzando pertanto l’investimento.” – Antonio Zambelli

A questo link puoi vedere la combinata con moduli indipendenti in funzione:

CASO STUDIO – Produzione di pezzi speciali per scaffalature con punzonatrice e laser da coil

Molto interessante per spiegare i concetti di flessibilità applicata al sistema Coil to Combo, è la testimonianza di Günter Knecht, direttore di produzione di BITO Lagertechnik.

“Bito Lagertechnik Bittmann GmbH è uno dei leader europei nei sistemi di magazzinaggio. Negli stabilimenti di Meisenheim e Lauterecken, Bito realizza un programma di produzione molto innovativo, orientato al cliente e alla qualità più alta, su una superficie di 140.000 m².

Lavoriamo ogni anno circa 70.000 tonnellate di lamiere d’acciaio.

Le innovazioni di produzione sono sempre attivate da specifiche richieste del mercato, come la richiesta di punzonare e tagliare al laser a partire da coil.

In questo caso, la nostra volontà era di migliorare la nostra capacità di produrre piccoli lotti, pezzi speciali, prototipi, campioni, di soddisfare grande richiesta di flessibilità, di produrre pezzi speciali su richieste specifiche dei clienti.

L’esigenza di nuovi prodotti o di prodotti appositamente adattati alle esigenze dei clienti richiedeva la flessibilità della nostra produzione. Quando si pianificano sistemi di scaffalature, è sempre più necessario il coordinamento con altri reparti. L’automazione, il collegamento a sistemi di trasporto, sistemi di lubrificazione, cablaggi e l’integrazione di diversi sistemi di stoccaggio comporta la necessità di grande ottimizzazione e adeguamenti continui dei componenti relativi al progetto. Era necessario poter allineare la nostra produzione a questi requisiti, sempre.

Volevamo combinare però l’elevata flessibilità con una buona produttività.

Quindi nacque ancora e ancora una domanda importante durante la pianificazione dell’investimento: produzione da foglio o da coils?

Nelle tecnologie per magazzino, i componenti hanno spesso lunghezza superiore a 3000 mm. Pertanto, la produzione di pezzi speciali è spesso una sfida se si dovesse partire da foglio.

La nostra esperienza ci mostra che dai coils si possono produrre parti standard o parti a progetto in grandissime quantità: per questo, valeva la pena di ricercare e investire in sistemi di produzione da coils innovativi.

Con lotti i lotti di produzione che diventavano più piccoli, proprio a causa di queste richieste speciali dei clienti, nasceva anche la necessità di produrre anche questi pezzi speciali in modo economico. Per avere successo, dovevamo essere in grado di produrre queste piccole quantità in modo economico e flessibile: la sfida quotidiana dei responsabili di produzione.

Alcune domande sono all’ordine del giorno, quando si pianificano parti speciali e piccole quantità:

• Produrre da coil o da foglio?

• Impieghiamo costosi stampi speciali, o ci spostiamo a una complessa produzione di pezzi unici?

• Come valutiamo la produttività, il costo unitario, l’economia del ciclo di produzione?

A causa delle dimensioni dei componenti spesso superiori a 3000 mm, la produzione a partire da coil è sicuramente la più vantaggiosa. Gestire lamiere da foglio con dimensione superiore a 3000 mm è molto più difficile, costoso e spesso questi fogli hanno tempi di consegna molto lunghi e non adatti alla pianificazione industriale. Quando si lavora dal foglio, inoltre l’utilizzo del materiale di solito non è ottimale: invece quando si lavora da coils, il materiale utilizzato è sempre ottimizzato al massimo, grazie alla larghezza della bobina già tagliata.

D’altra parte, ci viene sempre più richiesta la produzione di prototipi a scopo di test e inoltre prima dei progetti più grandi abbiamo la necessità di realizzare pre-serie per le prove di carico statico. E sempre più spesso è preferibile realizzare pre-serie di campionatura molto prima di pianificare l’investimento in stampi speciali che sarebbero difficilmente modificabili.

Per tutti questi motivi, decidemmo di scegliere la strada della produzione flessibile da coil.

Prima di questo investimento nel sistema combinato punzonatrice-laser da coil Dallan, questi pezzi venivano realizzati in diversi modi. Prima di tutto occorreva pianificare e accordarsi per la preparazione del lavoro e la pianificazione interna per verificare le risorse e gli utensili necessari.

La prima opzione era fabbricare i componenti con stampi provvisori, in linee di lavoro temporanee o ausiliarie con un processo molto complesso in più fasi. Le parti sono state fabbricate, ad esempio, utilizzando utensili già esistenti ove possibile, poi aggiungevamo punzonature, forature o scantonature speciali con altre riprese e manipolazioni del pezzo.

Questo causava notevoli problemi con la produzione standard:

• Grande dispendio di energie interne organizzative

• Costi elevati dei componenti

• Tempi di consegna infiniti per attendere la consegna degli stampi di test

• Costi degli utensili fuori controllo

• Grande dispendio di energia per cambiare e adattare i componenti continuamente

• Tempi di consegna e di cambio produzione troppo lunghi

La seconda opzione era quella di fabbricare questi pezzi speciali su una punzonatrice da foglio. Ma questa può essere una soluzione per pezzi unici o piccole quantità. Gli svantaggi sono spesso la qualità dei bordi del taglio, o una necessaria sbavatura dei pezzi; per ottenere lo stesso numero di pezzi serviva più materia prima a causa degli scarti e il tempo di produzione era relativamente lungo. Il problema maggiore di BITO era in questo caso la limitazione nella lunghezza dei componenti: le nostre punzonatrici sono in grado di gestire fogli al massimo di dimensione 1500×3000 mm. Quindi questa tecnologia produzione non era comunque un’alternativa per parti di dimensioni superiori a 3000 mm.

Ecco quindi i problemi di produzione su punzonatrici e roditrici da foglio:

• Limitazione delle dimensioni dei componenti a una lunghezza di massimo 3000 mm

• Costi dei materiali più elevati a causa di una percentuale maggiore di scarti

• Complessità della gestione logistica e spostamento di tutti i fogli e i pacchi di fogli

• Necessità di sbavare i pezzi

• Costi unitari del prodotto molto elevati

La terza opzione era l’acquisto dei prodotti dall’esterno. L’approvvigionamento dei materiali e i tempi di consegna sono stati molto spesso una grande sfida in quest’ultimo caso. I componenti potevano anche essere prodotti esternamente con macchine più grandi, laser a superficie piana o punzonatrici. Ma in ogni caso erano necessari fogli di grandi dimensioni, corrispondenti alla lunghezza del pezzo. Era inoltre necessario controllare continuamente la conformità della qualità dei pezzi, quindi dovevamo aggiungere il costo di controlli di qualità interni ed esterni. I costi dei pezzi erano spesso un multiplo del costo dei nostri componenti standard. Inoltre, c’erano costi di processo elevati per i processi interni, quando si dovevano adattare e modificare i disegni dei pezzi. Le consegne successive di parti mancanti nei processi successivi di produzione ponevano un altro grave problema di questa possibile alternativa.

Questi erano quindi i problemi con la produzione esterna:

• Lunghezza limitata – anche per produzione esterna

• Lunghezza dei componenti superiori a 3000mm solo su macchine speciali e con pannelli di dimensioni speciali

• Costi elevati

• Tempo alto di approvvigionamento di fogli con caratteristiche meccaniche particolari in base alle specifiche (resistenza allo snervamento ecc). In genere, l’approvvigionamento di bobine con caratteristiche speciali è più semplice e veloce rispetto ai fogli

• Il coordinamento dei processi di follow-up della produzione è spesso critico in termini di tempo; ad esempio il tempo di sbavatura dei bordi interni, o del trasporto dei pezzi tagliati al laser esterno per le finiture richiede un intenso lavoro di organizzazione

• Il coordinamento delle tolleranze con la parte di produzione eseguita all’esterno è complesso.

• Consegne successive di parti mancanti e parti non in tolleranza è difficile.

Quindi definimmo gli obiettivi per questo nuovo investimento che erano:

• Ottimizzazione dei costi rispetto alla produzione attuale e flessibilità di ottenere pezzi speciali

• Grande flessibilità per la produzione di pezzi a commessa speciali, con minimo investimento in utensili

• Aumento della nostra produttività per pezzi speciali e lotti piccoli

• Ridurre il tempo di reazione per realizzare pezzi speciali

• Ridurre il tempo di consegna per questi stessi pezzi speciali

• Utilizzo di materiali dal coil, che utilizziamo già per le produzioni in serie

• Sicurezza

• Ottimizzazione del processo in produzione

• Miglioramento dei processi successivi, per la possibilità di adattare i pezzi in modo flessibile

• Produzione di campionature direttamente in casa

• Produzione di campioni prima di realizzare gli stampi speciali e possibilità di test per ottimizzare le figure degli stampi speciali

• Ottimizzazione della logistica complessiva del processo di prodotti speciali e piccoli lotti

Inoltre volevamo ridurre il time to market di pezzi prodotti su commessa e il tempo di attraversamento di progetti critici come la produzione di prototipi, campioni, prodotti per prove di carico e test statici.

Inoltre:

• dato che i costi per gli utensili erano bassi se non nulli era possibile produrre in modo rapido ed economico nuovi prodotti.

• nei progetti vi sono frequentemente pezzi singoli.

• nella ricerca e sviluppo, spesso non ci sono dati precisi sulle quantità da produrre e spesso ci sono ottimizzazioni continue e successive da fare. Questo con la tecnologia tradizionale avrebbe alzato moltissimo i costi dei prototipi.

Quando dobbiamo realizzare grandi quantità e componenti standard, partiamo sempre da coils con macchine e utensili speciali. Solitamente con presse e stampi speciali e processi di profilatura a valle: per questo tipo di produzione siamo attrezzati e questa procedura non cambia, anche dopo l’introduzione del sistema DALLAN.

La soluzione di Dallan ci permetteva di realizzare la produzione di quantità medie e piccole, di componenti speciali, componenti unici anche con lunghezze dei componenti superiori a 3000mm. Potevamo rispondere ad esigenze specifiche del cliente con elevata flessibilità e realizzare prototipi e parti uniche e accessori anche in grandi progetti. Con la macchina laser e punzonatura Dallan, abbiamo una combinazione di flessibilità data dalla tecnologia di punzonatura e tecnologia laser; in più lavoriamo da Coil e siamo quindi in grado di produrre componenti lunghi a commessa senza spreco di materiale.

Di solito disponiamo delle bobine necessarie per la produzione di componenti speciali per la produzione di parti standard nel nostro stock, o possiamo procurarle in breve tempo. Pertanto, abbiamo sempre la qualità dei materiali sotto controllo. Le forature standard e scantonature possono essere realizzati nella parte punzonatrice con utensili standard di commercio, che sono economici e veloci da ottenere.

Molta di questa flessibilità è data dalla punzonatrice, che include tre cassetti porta utensili ad arco, con 25 utensili in tutto. In questi archi entrano gli utensili che sono del tipo standard a torretta alta. Possono essere acquistati da diversi fornitori (per esempio la ditta PASS) e sono disponibili in brevissimo tempo. Le stazioni disponibili vanno da 12 a circa 150mm di diametro e quattro degli utensili sono rotanti.

Negli utensili più grandi, possiamo inserire utensili standard con forme speciali e punzonature multiple, fino a una potenza di taglio di 200kN. Questi archi porta utensili sono mobili nell’asse trasversale a controllo numerico. In questo modo gli utensili si posizionano automaticamente e velocemente nel campo di lavoro della macchina.

Con la seconda parte della macchina, il modulo laser, si completano le lavorazioni speciali sul pezzo. Con questa combinazione di punzonatrice e laser abbiamo una flessibilità estremamente alta e la combiniamo con una produttività molto buona.

Un grandissimo vantaggio è il tempo brevissimo di pre-lavorazione per entrare in produzione. Dal disegno al primo pezzo buono prodotto, o dalla richiesta alla consegna delle prime serie, passano solo poche ore.

Qui abbiamo avuto un ottimo esempio già durante l’installazione della macchina: in uno de nostri cantieri erano stati consegnati dei pezzi che erano arrivati danneggiati. Ricevemmo un reclamo per questo e i ricambi si sarebbero come al solito fatti realizzare da un fornitore esterno e ri-lavorati e piegati da Bito. Una prima verifica dei tempi di consegna ci diede 15 giorni dall’ordine: per trovare il materiale, lavorazione esterna, taglio, invio a Bito, lavorazioni in Bito di piegatura, invio dei pezzi al cantiere.

Qui potemmo verificare sul campo come la flessibilità del nuovo sistema Dallan ci viene in aiuto. Dopo solo un’ora dalla lavorazione del disegno in DXF con il software di programmazione, con l’installazione del nuovo coil in macchina, il primo pezzo prodotto era già pronto per il nostro controllo qualità. Dopo l’OK abbiamo iniziato la produzione e i pezzi sono stati inviati il giorno stesso al cantiere.

Il sistema di imballo integrato dopo la punzonatrice e dopo il modulo laser, soddisfano anche in questo caso le richieste di flessibilità e produttività.

Questi i vantaggi della lavorazione da coil con il nuovo impianto Dallan.

• Flessibilità
• Ottimizzazione del materiale
• Buona produttività
• Produzione in parallelo di punzonatrice e laser
• Tempi brevissimi di cambio produzione
• Lavorazione in continuo da coil (al contrario della lavorazione stop-and-go del foglio)
• Carico e scarico automatico

Nella lavorazione di piccole quantità, continuiamo ad utilizzare le punzonatrici standard da foglio. Ma con queste premesse, le quantità su quelle macchine si ridurrà e le produzioni anche di questi pezzi si sposteranno sempre più sull’impianto di Dallan. Con una buona programmazione, è possibile infatti produrre serie piccolissime fino al pezzo 1!

In questi primi mesi di sviluppo del progetto e utilizzo dell’impianto, possiamo portare queste nostre esperienze testate sul campo.

Durante il progetto, abbiamo avuto un’ottima collaborazione nella configurazione delle macchine. Le nostre richieste sono state valutate ed integrate.

• Buon lavoro di squadra tra noi e Dallan e una buona gestione del progetto
• Ottima preparazione dei test in Dallan
• Ottima gestione e organizzazione durante tutto il progetto
• Buon montaggio e installazione dell’impianto presso BITO. Il personale di montaggio e installazione di Dallan ci ha lasciato un’ottima impressione di professionalità
• Buona istruzione e training

Molto volentieri continueremo a lavorare insieme!

Le nostre esperienze con l’impianto finora:

• I nostri collaboratori hanno iniziato a lavorare e capire l’impianto molto velocemente
• Abbiamo raggiunto la flessibilità desiderata
• Gli obiettivi di riduzione dei costi e produzione di pezzi speciali e piccole serie è stato raggiunto
• Tutti i processi interni di queste produzioni sono stati notevolmente migliorati. Grazie alle caratteristiche del nuovo impianto, i passi dei processi di produzione sono definiti in modo chiaro
• Possiamo eliminare completamente l’acquisto di pezzi speciali dall’esterno: copriamo tutto con le tecnologie interne
• Abbiamo ridotto il costo per pezzo, come previsto

Nei prossimi mesi, vogliamo migliorare la nostra capacità di utilizzo dell’impianto e nello specifico vogliamo migliorare:

• Ottimizzare l’utilizzo del gas con l’ottimizzazione dei parametri di taglio
• Piccole modifiche al software da parte di Dallan e di Sigmanest

Ulteriore istruzione dei tecnici Bito” – Günter Knecht

Per scoprire di più sulle nostre linee di taglio laser da Coil o combinate, contattaci qui:

Andrea Dallan
CEO – Dallan Spa