Pronti per il futuro con punzonatura e laser

"La nostra produzione si compone più di prodotti su misura che di prodotti in serie", afferma Jochen Browa, amministratore delegato e, insieme a sua moglie, proprietario di Eisenwerk Wittigsthal GmbH a Johanngeorgenstadt nella regione dei Monti Metalliferi. L'azienda, focalizzata sulle apparecchiature per gli edifici e le abitazioni, esegue molta lavorazione della lamiera. L’espansione verso una produzione da contoterzista ha quindi rappresentato un passaggio logico nell’evoluzione dell’azienda. A tal fine, lo scorso anno Eisenwerk Wittigsthal ha investito in un sistema punzonatura + taglio laser Combi Genius di Prima Power.

"La nostra produzione si compone più di prodotti su misura che di prodotti in serie", afferma Jochen Browa, amministratore delegato e, insieme a sua moglie, proprietario di Eisenwerk Wittigsthal GmbH a Johanngeorgenstadt nella regione dei Monti Metalliferi. L'azienda, focalizzata sulle apparecchiature per gli edifici e le abitazioni, esegue molta lavorazione della lamiera. L’espansione verso una produzione da contoterzista ha quindi rappresentato un passaggio logico nell’evoluzione dell’azienda. A tal fine, lo scorso anno Eisenwerk Wittigsthal ha investito in un sistema punzonatura + taglio laser Combi Genius di Prima Power.

Dopo la riunificazione tedesca, gli ordini diminuirono drasticamente e l'azienda ha dovuto aspettare fino al 1992 per essere completamente ristrutturata, in seguito alla sua acquisizione da parte dell'imprenditore Winfried Friedrich. Eisenwerk Wittigsthal si è quindi evoluta, diventando un fornitore di soluzioni per sistemi di costruzione preassemblati, con il suo core business costituito da sistemi di misurazione, distribuzione e controllo. Questi sistemi di misura e distributori sono installati in armadi in lamiera da parete o da incasso. Quando Winfried Friedrich è andato in pensione nel 2008, Jochen Browa e sua moglie hanno rilevato l'azienda. Hanno rafforzato il loro lavoro nel settore della ventilazione, portando avanti la produzione conto terzi nel settore della lamiera e trasformando l'azienda in una struttura che oggi impiega 60 persone e genera un fatturato di circa 10 milioni di euro all'anno.

Vecchia e nuova automazione

Durante il nostro tour, Jochen Browa ci ha mostrato l'area di 55.000 m2. La nostra prima tappa è stata presso lo stabilimento di produzione delle caldaie a legna automatizzato con la tecnologia dell'epoca. Una o due volte l'anno vengono avviate le presse e la linea di smaltatura per circa sette settimane per produrre dai 3000 ai 4000 boiler ancora oggi richiesti. Del resto, da questo deriva il 10% del fatturato aziendale, una quota piccola ma comunque significativa, con il 75% del fatturato derivante dalle apparecchiature per l’edilizia e le abitazioni. Il restante fatturato si divide tra il settore della ventilazione e la lavorazione conto terzi della lamiera.

Soluzioni speciali e produzione in serie

"Abbiamo circa 5.000 articoli nel nostro listino prezzi", afferma Jochen Browa con un sorriso, "tuttavia, i clienti spesso ordinano componenti che non sono presenti. I nostri clienti apprezzano molto il fatto che noi possiamo offrire loro soluzioni su misura".

Le personalizzazioni che offriamo includono sia adattamenti puramente geometrici di soluzioni di catalogo standard che design completamente nuovi. Questo è possibile grazie alla competenza professionale di cui disponiamo in azienda, utilizzata anche nella produzione conto terzi.

"Facciamo produzione conto terzi da molto tempo, ma su scala piuttosto piccola. Le quantità limitate sono dovute principalmente alle apparecchiature di cui disponiamo", spiega Jochen Browa. Tra queste apparecchiatura c’è un sistema di punzonatura e cesoiatura degli anni '90 realizzato da Finn Power e una combinazione punzonatura e taglio laser relativamente nuova di Boschert, senza automazione. Tuttavia, queste macchine vengono utilizzate anche per gli ordini del settore della ventilazione, che ammontano a 400.000-500.000 unità prodotte annualmente.

 Obiettivo a lungo termine: Industria 4.0

Jochen Browa vede un potenziale di espansione nella produzione a contratto di serie più grandi. "Per questo, tuttavia, abbiamo bisogno di una soluzione flessibile e automatizzata che sia anche compatibile con l'Industria 4.0". L'idea di Jochen Browa è un'app di configurazione, che un cliente può utilizzare per progettare la propria unità sul proprio smartphone, inviando l'ordine direttamente alla macchina. Tuttavia, stima che ci vorranno altri 10 anni per attuare il progetto. In primo luogo, l'implementazione comporta costi enormi per un'azienda di medie dimensioni e, in secondo luogo, i suoi "clienti provengono da un'industria piuttosto conservatrice e non saltano a bordo di ogni carrozzone che passa".

Tuttavia, la tabella di marcia è ora impostata e l'anno scorso Eisenwerk Wittigsthal GmbH ha investito circa 2 milioni di euro per raggiungere questo obiettivo. Uno di questi investimenti è il sistema combinato punzonatura-taglio laser completamente automatizzato di Prima Power. "Prima abbiamo acquistato solo il sistema punzonatrice + laser, ma poi sono seguite le connessioni al magazzino e alla piegatrice". La linea di piegatura collegata alla combinata punzonatrice + laser completamente automatizzata verrà implementata non appena i prodotti saranno disponibili.

Anni di esperienza positiva

Il nuovo impianto progettato è anche il risultato di molti anni di collaborazione con Finn-Power, ora una società del Gruppo Prima Power. "Lavoriamo da più di 20 anni con una punzonatrice-cesoiatrice di Finn-Power. Per questo motivo per noi è stato naturale proseguire con Prima Power. Siamo rimasti soddisfatti del sistema e dopo 23 anni di attività siamo riusciti addirittura a rivenderlo perché era ancora ottimo per la produzione", afferma Jochen Browa. Naturalmente, hanno ottenuto varie quotazioni prima che fosse presa la decisione di investimento e anche il prezzo ha avuto un ruolo. "Ma alla fine, dopo due visite a Prima Power in Finlandia, ero fiducioso che l'automazione avrebbe funzionato come assicurato".

Il sistema ora installato è una macchina Combi Genius, un sistema combinato punzonatura +  taglio laser con movimentazione completamente automatizzata.

"Un sistema combinato punzonatura + laser si adatta al meglio ai nostri prodotti, che includono spesso formature, filettature e spesso molti fori nei componenti" spiega Robert Wiegand, responsabile della produzione di Eisenwerk Wittigsthal. 

"Nel settore della ventilazione, ad esempio, realizziamo spesso parti multiforo per le quali a volte utilizziamo strumenti a nove fori, strumenti che punzonano nove fori contemporaneamente. In questa applicazione, anche il sistema laser 2D più veloce non può tenere il passo. " Per sfruttare al meglio il sistema, Robert Wiegand ha una semplice linea guida: fori e contorni interni vengono punzonati, i contorni esterni vengono tagliati con il sistema laser.

La versatilità del sistema punzonatura + laser

Il sistema Combi Genius di Wittigsthal utilizza una torretta per utensili di punzonatura con 16 posizioni di indexaggio e una testa laser che include un sistema laser a fibra da 3kW. Tutti gli assi sono azionati da servomotori e controllati da CNC. La stazione di punzonatura della macchina è dotata di un pistone intelligente che include un perno di spinta rotante per un rapido cambio utensile.

Nella torretta possono essere immagazzinati fino a 384 utensili semplici o 128 rotanti. "A tal fine, possiamo continuare a utilizzare tutti gli strumenti del vecchio sistema, compresi i costosi strumenti di goffratura", spiega Robert Wiegand. Per la punzonatura è disponibile una forza di 300 kN. Perline a rullo, lamelle e forme simili possono essere formate fino a un'altezza di 15 mm.

Come di consueto nei sistemi punzonatura + taglio laser, la lamiera viene trattenuta da morse durante la lavorazione e spostata su piani a spazzole. Le teste di punzonatura e taglio laser rimangono nella loro posizione fissa. I tavoli a spazzola sono progettati per lamiere da 250 kg di peso. Segmenti di spazzole controllati dal programma davanti e all'interno della torretta dell'utensile di punzonatura forniscono un'ulteriore protezione della superficie del foglio. Tre pinze trattengono il foglio e un CPC regola la posizione in base alla sequenza di lavoro, quindi è possibile un utilizzo ottimale del foglio senza riposizionamento.

Laser a fibra veloce e a bassa manutenzione

Il sistema laser utilizzato è un risonatore CF da 3 kW realizzato da Prima Power. La testa di taglio ottimizzata, il collimatore, la guida del raggio e i parametri di taglio garantiscono un'elevata qualità e velocità di taglio. Diversi dispositivi semplificano il funzionamento del sistema laser. Questi includono il vetro di protezione dell'obiettivo LPW, che impedisce alla polvere da taglio e allo sporco di depositarsi sull'obiettivo, e il monitor al plasma laser LPM, che segue il processo di taglio e riavvia automaticamente il sistema se necessario. Inoltre, un sensore controlla l'obiettivo e la qualità dell'obiettivo

Sistema di carico e scarico

I pezzi punzonati vengono scaricati tramite uno sportello per pezzi da 500 mm x 500 mm. Per le parti laser ci sono due parti alette a 300 mm x 400 mm per lo smistamento veloce e 800 mm x 800 mm per i componenti più grandi. La maggior parte dei pezzi, tuttavia, viene caricata e scaricata da un robot cartesiano con un sistema di travi di aspirazione altamente flessibile.

I pacchi di fogli vengono introdotti nell'area di lavoro della macchina durante il tempo di produzione. Quindi, il robot cartesiano gestisce completamente il carico e lo scarico. Preleva i fogli uno dopo l'altro, li allinea e li sposta sul tavolo pronti per essere lavorati. Parallelamente al caricamento, la griglia di fogli rimanenti viene rimossa dall'area di lavoro e depositata sotto la pila di fogli grezzi.

In modalità di taglio, il robot cartesiano rimuove i componenti finiti direttamente dopo l'ultimo taglio e li impila alle coordinate predefinite. Sono disponibili due tavoli per l'impilamento. Teoricamente la macchina potrebbe essere caricata anche manualmente con lamiere lunghe fino a 5 m.

"A convincerci è stato anche il semplice funzionamento del sistema" afferma Robert Wiegand. "Questo vale sia per il funzionamento diretto sulla macchina che per la programmazione. Ci si abitua al sistema piuttosto rapidamente anche senza molte conoscenze di base. Se si conoscono i principi della punzonatura, del taglio laser e delle basi CAD, è sorprendentemente semplice nonostante la sua complessità ».

Il sistema Combi Genius è gestito tramite un pannello di controllo touch screen. L'operatore può controllare sia le impostazioni della macchina che la coda dei lavori. Quattro telecamere controllano l'interno del sistema e monitorano il processo della macchina. L'operatore ha così una visione chiara della torretta portautensili con tutti gli utensili utilizzati, nonché delle impostazioni della testa laser. È inoltre disponibile un sistema di gestione degli utensili che, ad esempio, registra il numero di corse completate e visualizza le relative istruzioni di manutenzione.

Il sistema operativo e il sistema di programmazione NC Express e3 funzionano perfettamente insieme. È possibile utilizzare un lettore di codici a barre per inserire gli ordini di lavoro creati da NC Express e3 nell'elenco dei lavori, oppure il Task loader li seleziona automaticamente dal database e li inserisce nell'elenco dei lavori con tutte le informazioni aggiuntive richieste come programma NC, strumento o materiale.

"Avevamo pensato di utilizzare un sistema di programmazione che ci permettesse di programmare tutte le macchine", ricorda Jochen Browa, "tuttavia, abbiamo deciso di utilizzare il sistema Prima Power per le sue tempistiche affidabili".

Robert Wiegand aggiunge che si stupisce continuamente di vedere come i tempi calcolati durante la programmazione corrispondano esattamente al tempo di produzione reale sulla macchina, anche per pezzi complessi. "Questo è di enorme importanza in caso di elevati volumi di produzione, dove spesso un centesimo o frazioni di centesimo fanno la differenza". E poiché è proprio in questi casi che è fondamentale un funzionamento automatico stabile, aggiunge: "La macchina funziona principalmente in automatico senza intervento. Se i programmi NC sono impostati e testati correttamente, la macchina può funzionare fino a quando la pila di fogli è esaurita"

Il fatto che il sistema Combi Genius possa essere azionato anche tramite smartphone è un'altra indicazione che Eisenwerk Wittigsthal GmbH si sta muovendo verso la produzione digitalizzata e l'industria 4.0.

Tradotto, modificato e ripubblicato con il permesso di Blech, giugno 2019 ("Mit dem Stanz-Laser fit für die Zukunft" di Volker Albrecht)