L’innovazione trova terreno fertile nel momento in cui due aziende condividono la stessa passione per l’alto contenuto tecnologico, capace di trasformare e rivoluzionare certi processi produttivi.
McService S.r.l. è un’azienda modenese di progettazione che opera nel settore della meccanica, con sede a Castelnuovo Rangone. È caratterizzata da due macro-divisioni aziendali, la prima consiste nel fornire un servizio di progettazione a terzi (per es. un’azienda che necessita di maggiore produttività nel suo ufficio tecnico), il secondo ramo d’azienda invece riguarda la realizzazione di soluzioni tecnologiche chiamate anche “chiavi in mano”. Si tratta di strutturare, progettare e realizzare automazioni che servono ai clienti per ingegnerizzare i loro processi produttivi, nello specifico si occupa della realizzazione delle linee di montaggio semi-automatiche o completamente automatizzate.
Una delle soluzioni “chiavi in mano” è la pressatura, essendo fortemente specializzati in presse a controllo numerico, la quale serve per l’inserimento di cuscinetti o di alberi nei rotori dei motori elettrici. La specializzazione nella pressatura nasce nel corso degli anni grazie al numero sempre più alto di richieste da parte dal settore del motore elettrico. Le soluzioni di McService permettono di migliorare le tempistiche di produzione, andando a stabilizzare il processo produttivo e a oggettivarlo. Nell’ultimo anno l’azienda ha implementato un nuovo servizio di stampa 3D il quale permette di stampare oggetti con fibra di carbonio e può essere arricchito con fibra lunga di carbonio per irrobustire la struttura. Questa tecnologia permette di creare dei componenti che sono funzionali al macchinario e ai processi e portare un risparmio in termini di tempo di produzione e con un impatto minore sull’ambiente.
Quali sono gli ambiti di applicazione?
Uno dei settori in cui la presenza di McService si fa sentire maggiormente e dove grazie alle proprie soluzioni risulta un player affermato, è quello del motoriduttore, soprattutto lato motore elettrico. Negli ultimi anni ha collaborato con aziende che producono motori elettrici e sta strutturando soluzioni tecnologiche capaci di migliorare e oggettivare i processi produttivi. McService accompagna i propri clienti nel passaggio da una cultura obsoleta del processo produttivo realizzato prevalentemente a mano verso un processo estremamente evoluto dove l’automazione diventa una parte fondamentale.
Altri ambiti dove ha trovato particolare spazio nello studio e realizzazione di attrezzature speciali, sono quelli relativi all’industria dell’automobile e del motociclo, presenze significative e storiche del tessuto industriale emiliano.
La genesi della collaborazione con Bosch Rexroth e il progetto ambizioso della macchina automatica a chiusura motori
La collaborazione con Bosch Rexroth nasce circa dieci anni fa quando McService era alla ricerca di alcuni tipi di componenti e l’incontro con Bosch Rexroth, oltre ad aver soddisfatto le esigenze dell’azienda modenese, ha rappresentato l’inizio di un rapporto fatto di sinergia e unità di intenti. McService è un integratore di tecnologie mentre Bosch Rexroth produce in larghissima parte tali tecnologie, quindi è stato naturale iniziare un rapporto di collaborazione basato sull’intesa e lo scambio di know-how.
“L’obiettivo principale è quello di costruire tecnologie all’avanguardia cercando di riversare la nostra qualità di progettisti per integrare le tecnologie di alto profilo di Bosch Rexroth. Valorizziamo sempre il concetto di Industry 4.0 per avere linee di produzione sempre più efficienti e intelligenti e vogliamo introdurre l’AI nelle linee di montaggio e nei controlli numerici che realizziamo. Con queste macchine vogliamo migliorare le vite degli operatori, rendere monitorabili e tracciabili i processi”, esordisce Lorenzo Montaguti titolare di MC Service. Grazie all’automatizzazione è possibile oggettivare il processo e raccogliere una grande quantità di dati, che vanno resi fruibili ai Data Analyst, perché loro possano contribuire a migliorarli.
Qual è il valore della collaborazione con Bosch Rexroth?
“Bosch Rexroth si può descrivere con tre aggettivi: Tecnologica, Innovativa e Audace e per noi è come una grande scatola di Lego dove si può trovare quasi tutto, grazie alla sua ampia gamma di prodotti”, prosegue Montaguti. È sufficiente prendere i componenti, assemblarli in maniera intelligente e aggiungere le necessarie customizzazioni. Secondo McService, Bosch Rexroth dà la possibilità di concentrarsi sul cuore delle sfide tecniche, grazie a un ampio catalogo e al supporto di tecnici e commerciali preparati a interpretare e anticipare i bisogni latenti.
Per quanto riguarda la macchina automatica a chiusura motori McService e Bosch Rexroth hanno fatto un vero gioco di squadra in modo da affrontare un progetto ambizioso e sfidante, dove tutte le energie sono state concentrate sulla parte di elettronica, la quale ha previsto azionamenti motori e controllo, che sono parte importante del pacchetto Rexroth. Le tecnologie preponderanti di questa macchina sono Linear Motion Technology (tecnica lineare – assi lineari), Assembly Technology (accessori o componenti in l’alluminio – tutte le costruzioni con il profilo in alluminio in modo personalizzato), motori e azionamenti. La parte dei controlli (Automation and Electrification Solutions) riguarda invece il motore elettrico, un azionamento, i cavi e il PLC (“il cervello della macchina”).
Le caratteristiche innovative della macchina automatica a chiusura motori
La macchina automatica a chiusura motori ha spostato i processi da manuali ad automatici. Molte fasi del montaggio del motore elettrico venivano eseguite manualmente su un banco di lavoro, adesso invece tutte le componentistiche vengono caricate dal macchinario e questo procede ad eseguire gli assemblaggi. Tali operazioni avvengono in quello che si chiama “tempo mascherato”, ovvero un processo che prima veniva compiuto dall’operatore mentre ora viene fatto dalla macchina nello stesso identico tempo in cui l’operatore esegue un’altra operazione.
La macchina è in grado di valutare l’avanzamento lavori all’interno della commessa (sa se si trova a inizio, metà o fine lotto di produzione) e dentro ogni singolo lotto di produzione sa se ogni singolo motore è stato chiuso correttamente oppure se ci sono anomalie. Grazie a questa macchina si riducono i tempi di montaggio dei motori elettrici, oggettivando e rendendo fruibili i dati di montaggio, grazie agli assi lineari e all’intelligenza del PLC che rende tutto programmabile e flessibile.
Avere dei processi produttivi ottimizzati permette di migliorare anche processo all’interno dell’azienda e per le aziende certificate ISO 9001 questo risulta fondamentale e lo è ancora di più per quelle che credono nelle potenzialità della Industry 4.0.
I sistemi cartesiani programmabili della macchina
La macchina è dotata di sistemi cartesiani programmabili per poter eseguire le avvitature nella posizione in cui la macchina è stata programmata per farlo. Ci sono sei assi interpolati a controllo numerico raggruppati in due famiglie da tre assi l’uno (un cartesiano xyz per un avvitatore e un cartesiano xyz per l’altro avvitatore). Questo permette di gestire geograficamente la posizione degli avvitatori in funzione della taglia del motore che deve andare ad assemblare.
Durante un cambio di formato non serve l’intervento dell’operatore specializzato per spostare e riposizionare gli assi, è sufficiente richiamare da programma le nuove coordinate geografiche e la macchina posiziona le viti e le avvitature nella geografia prefissata. È presente una tavola rotante che rappresenta il cuore del macchinario e che porta il motore nelle varie posizioni per le varie fasi di montaggio, mossa dal motore che dialoga con il PLC. In questo modo si possono gestire i movimenti, le velocità, le rampe di accelerazione e decelerazione, quindi è presente una grande strategia di gestione degli assi e dei movimenti. Ci sono inoltre due presse a controllo numerico integrate nella macchina, per verificare sempre la quota e la forza impiegate per la chiusura del motore.
Questo permette di gestire al meglio il precarico durante la fase di avvitatura e avere il corretto bilanciamento delle forze di avvitatura. Questa tecnologia è controllata da un PLC, che elabora la programmazione e il flusso dei dati proveniente dai singoli assi. È stato quindi innovato il processo di montaggio, automatizzandolo in larga parte, rendendolo più stabile, sicuro e monitorabile.
I campi di applicazione di questa macchina sono quelli del motore elettrico e di tutti quegli oggetti e processi che necessitano di pressature e avvitature.
I tempi di realizzazione della macchina
Le tempistiche a causa del Covid-19 hanno subito delle dilatazioni, però in un contesto di normalità e partendo dal foglio bianco, occorrono circa 14 mesi. I primi quattro mesi sono dedicati alla fase di progettazione a livello meccanico, di software e di hardware. I successivi quattro mesi sono dedicati alla costruzione dei vari componenti seguiti da 1 mese e mezzo di montaggio e 4 mesi per l’avviamento della macchina ma soprattutto per la fase di debug e implementazione del software. La fruibilità e l’usabilità della macchina sono di fondamentale importanza per l’azienda.
Gli output in termini ambientali ed economici
La macchina permette di ridurre i tempi di produzione di ogni singolo motore fino al 50% con la possibilità di avere una previsione dei tempi di montaggio. Statisticamente si riesce a rilevare una cadenza regolare nella produzione e questo permette anche al produttore di capire in maniera affidabile le tempistiche di evasione di un lotto, inoltre permette di tenere monitorato l’avanzamento del lotto stesso. Uno dei punti di forza è il risparmio della CO2, grazie all’eliminazione o sostituzione quasi completa degli assi pneumatici, in favore di quelli elettrici. McService sta estendendo questo approccio su tutta la sua gamma produttiva. Un cilindro elettrico rispetto a uno pneumatico in un singolo ciclo genera un risparmio importante di energia elettrica su base annua.
Prospettive per il futuro
Sicuramente ci sono margini per cementare la collaborazione con Bosch Rexroth, “noi stiamo diventando degli esperti e dei veri intenditori dei loro prodotti, inoltre Bosch Rexroth sta investendo in argomenti che a noi interessano molto, come per esempio la diagnostica predittiva che è uno dei capisaldi dell’Industria 4.0. Crediamo moltissimo nell’intelligenza del macchinario e stiamo studiando l’AI applicata ai processi produttivi. Bosch Rexroth è un’azienda innovativa che investe in R&D e per noi è naturale collaborare con i migliori profili tecnologici”, conclude Lorenzo Montaguti.