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Isole automatiche di ramolaggio

PROBLEMA:
La produzione di pezzi cavi in ghisa richiede l'introduzione di particolari "anime" nella stampo prima della colata: questa fase è detta in gergo "ramolaggio". Sia lo stampo che l'anima sono fatti di sabbia fortemente compattata, hanno tolleranze dimensionali molto ristrette (±0.1mm) e quindi devono essere assemblate con la massima precisione. Le anime devono essere inserite in particolari alloggiamenti dello stampo ("portate d'anima") per impedire al metallo colato di riempire l'intero volume disponibile: dopo la solidificazione le anime vengono distrutte insieme allo stampo ed al loro posto i pezzi finiti presentano delle cavità. Le anime da fonderia possono arrivare a pesare 80-100kg ciascuna e in questi casi sono necessari fino a 3 o 4 operatori per eseguirne il posizionamento. Questa modalità operativa comporta un'alta imprecisione di inserimento, con il conseguente danneggiamento delle portate d'anima e la presenza di sabbia all'interno della parte metallica dei pezzi. Inoltre si ha un forte rallentamento dell'intera linea di colata ed un elevato numero di scarti.

 

SOLUZIONE:
La nostra isola automatica di ramolaggio utilizza un robot antropomorfo per l'inserimento delle anime: con una portata utile di 200kg non teme il "lavoro pesante" e un cambio rapido permette al robot di avere al polso sempre la pinza corretta. Le anime sono riconosciute e localizzate grazie ad un sistema di visione altamente performante, che guida il robot nella presa con estrema precisione. Gli stampi sono trasportati su carrelli, la cui posizione ad angolazione nello spazio sono rilevate da 2 telecamere e 3 tastatori meccanici con una precisione di ±0.05mm. In base a queste misurazioni, il percorso di inserimento è ottimizzato in modo da evitare "grattature" e danneggiamenti alle portate d'anima: ogni volta il percorso è adattato in modo da risultare perfettamente perpendicolare alla superficie dello stampo. Un singolo operatore è sufficiente per il carico delle anime in posizione casuale sul nastro di alimentazione: con l'utilizzo di un sollevatore pneumatico e senza requisiti di precisione, questa diviene un'operazione molto semplice. Il cambio di produzione richiede al massimo un paio di minuti: nel caso peggiore sono sufficienti la sostituzione delle dita della pinza e la selezione da pannello del nuovo codice. Nel caso di nuovi codici, il sistema guida l'operatore attraverso la corretta procedura di addestramento.

 

VANTAGGI:
La lista dei benefici è lunga:
-sono garantite precisione e delicatezza d'inserimento: nessun danno alle portate d'anima e nessuna traccia di sabbia nei pezzi finiti;
-nessuno sforzo e nessun affaticamento per gli operatori portano notevoli vantaggi in termini di salute;
-l'alta produttività (8 sec. for a 100kg core) dell'isola è in grado di saturare la capacità produttiva dell'impianto di colata: ciò significa riduzione dei costi;
-lavorazioni costanti ed affidabili: le spedizioni possono essere pianificate con certezza;
-nessuno scarto dovuto a fattori umani (perdita di concentrazione, stanchezza, …);
-la manodopera è necessaria solo per il carico in posizione casuale delle anime su nastro, con l'ausilio di un sollevatore: ciò significa riduzione dei costi;
-facilità di inserimento di nuovi codici da produrre.

 

DESCRIZIONE:
Il ciclo di lavoro comincia con il carico manuale delle anime: con l'ausilio di un sollevatore pneumatico, l'operatore preleva le anime dal pallet e le deposita senza sforzo in ordine casuale sul nastro. Le anime vengono portate una alla volta sotto una telecamera ad alta risoluzione e localizzate con estrema precisione: le coordinate di presa sono quindi passate al robot per la generazione delle traiettorie. Grande cura è posta nella fase di presa dell'anima: la pressione dell'aria viene controllata elettronicamente per fornire una forza di ritenuta sufficiente, preservando l'integrità del pezzo. Nel frattempo un nuovo stampo è portato in lavorazione su un carrello: la sua posizione è rilevata da un sistema con 2 telecamere, mentre l'orientamento angolare nello spazio è misurato da 3 tastatori meccanici. La traiettoria d'inserimento del pezzo può essere calcolata caso per caso in modo da risultare esattamente perpendicolare alla superficie di sformo dello stampo: le portate d'anima e la forma dello stampo vengono preservate integre. In caso di cambio produzione, il setup del robot è estremamente rapido. Un cambio pinza rapido permette al robot di poter utilizzare diversi organi di presa e quindi di manipolare molteplici tipologie di anime. Una semplice procedura di addestramento guida l'operatore nell'introduzione di nuovi modelli.

 

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