Flexibele productie automatisering

La produzione a matrice: un esempio di Industria 4.0

Nell’era del Industria 4.0 vengono richieste soluzioni versatili in grado di compensare picchi nell’utilizzo delle capacità o carenze in termini di risorse. La produzione a matrice può diventare un fattore competitivo determinante grazie a celle di produzione configurabili, trasporto di pezzi e utensili tramite automated guided vehicles (AGV) e separazione della logistica dalla produzione.

Industria 4.0: flessibilità con la produzione a matrice

La crescente personalizzazione nell’epoca di Industria 4.0 cambia il volto della produzione. A causa dei mercati volatili, assume una rilevanza sempre più elevata una produzione economicamente redditizia dei piccoli volumi di lotti. La sfida diventa la realizzazione di un prodotto in un crescente numero di varianti e modelli e in quantità variabili. Uno dei motivi di questo fenomeno può essere ricercato per esempio nell’alto grado di personalizzazione dell’industria automobilistica.

In futuro, il concetto della creazione a matrice consentirà una produzione su scala industriale estremamente versatile, collegata in rete lungo l’intera catena di processo. Il sistema può convertirsi automaticamente “on the fly” ad altri tipi di prodotti, senza tempi di attesa né fermi di produzione. In questo modo sarà possibile realizzare serie personalizzate come parte integrante di Industria 4.0 senza limitazioni nel contesto della produzione industriale di massa.

Il principio della produzione a matrice

Questa si basa su celle di produzione standardizzate e categorizzate, disposte in quantità a piacere in un layout a griglia. Tutte le celle sono dotate di attrezzatura neutrale rispetto al prodotto e funzioni di base specifiche per la sua realizzazione.

Al loro interno sono presenti piattaforme girevoli per l’appoggio di parti, portautensili e robot che eseguono il processo pertinente. Queste celle di produzione possono essere ampliate individualmente con attrezzature specifiche del processo. Saldatura, incollaggio, rivettatura, brasatura e clinciaggio: è possibile integrare praticamente quasi ogni lavorazione.

Flexibele productie automatisering
Applicazione di Industria 4.0: esempio di celle standard nella produzione a matrice.

Il trasporto dei componenti e degli utensili avviene mediante automated guided vehicles (AGV), i quali si spostano verso le singole celle con l’ausilio di un algoritmo di navigazione SLAM. Una volta raggiunta la giusta destinazione, il robot preleva i componenti.

I componenti vengono quindi lavorati impiegando applicazioni robotiche intelligenti, come la tecnica di assemblaggio senza utensileria (“jigless”). Un primo braccio robotico tiene una parte mentre un secondo tiene l’altra parte. Entrambe le parti vengono bloccate assieme in modo da formare un’unità che il terzo robot salderà, il cosiddetto robot di processo.

I pezzi lavorati vengono quindi stoccati nel magazzino. Nel tool store si trovano invece gli utensili specifici ordinati  per tipo.

Le catene di creazione di valore collegate digitalmente in rete stanno trasformando l'idea di Industria 4.0 in realtà.

Separazione di logistica e produzione

Gli AGV che si muovono autonomamente possono prelevare e trasportare componenti o utensili diversi usando mezzi di manipolazione del carico configurabili a livello individuale. I processi di logistica e la realizzazione sono separati uno dall'altra nella produzione a matrice, un requisito essenziale di Industria 4.0. Attraverso questo concetto con una logistica dei pezzi variabile, il sistema è sempre in grado di rispondere con flessibilità ai picchi e a rivolgersi ad altre celle.

Può inoltre coinvolgere celle supplementari o eliminare celle dal processo. Quindi l'intero processo non subisce alcuna interruzione. Il collegamento della logistica con la produzione avviene tramite software.

Con il concetto di produzione a matrice altamente flessibile, KUKA soddisfa con coerenza i requisiti di Industria 4.0 posti dai diversi campi industriali.

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