Mecatrónica aplicada a la producción de electrodomésticos

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Headquarters: I - 23847 MOLTENO (LC) - Via G. Puccini, 15 (zona industriale) • Goods delivery: Via Verdi • Tel. +39 031 3570811 • Fax +39 031 3570899
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División Troqueles
Sede Central
División Sistemas
MECANOTRÓNICA APLICADA A LA PRODUCCIÓN DE ELECTRODOMÉSTICOS
La instalación que vamos a describir a continuación puede de seguro considerarse en la cumbre
de la gama para instalaciones de este tipo. Entre las características más salientes destacamos la
productividad muy elevada y la extrema flexibilidad.
La instalación se estudió para conseguir un tiempo de ciclo nominal de 10 segundos y una
eficiencia no inferior al 90 %, y en el start-up en producción superó el target de 6 muebles de
lavadora producidos en “full mix” cada minuto y con set-up para cambio de modelo totalmente
automático en cero segundos. Además de producir diferentes profundidades de mueble, la
instalación está también predispuesta para la producción de muebles con diferentes ancho y alto,
así como de los modelos empotrados.
La instalación, que se desarrolla en un largo global de más de noventa metros, está subdividida en
dos líneas principales, la primera (foto 1) para la producción de los muebles hasta su doblado a U,
la segunda (foto 2) para el ensamblaje por medio de soldado de los muebles doblados a U con los
diferentes componentes (panel frontal, travesaño anterior y los soportes de las patitas).
Foto 1
Foto 2
La primera línea está alimentada con pletinas de chapa de cuatro tamaños diferentes, que
corresponden a cuatro diferentes profundidades de mueble. Los pallets portapletinas se cargan en
los cuatro puestos distintos de un desamontonador (foto 3); esos puestos están dotados de
referencias de carga, imanes de separación, sensores de detección de los pallets y de detección de
los pallets vacíos.
La operación de carga y descarga de los pallets ocurre perpendicularmente a la línea cuando uno o
más puestos no están en ciclo automático y tras el cierre programado de cancelas apropiadas, por
lo tanto en plena seguridad y sin interferir con la producción en automático de la instalación. La
toma de las pletinas ocurre por medio de un dispositivo de toma a ventosas, dotado de control
electrónico del espesor doble (para impedir la toma eventual de dos o más pletinas a la vez) y con
los movimientos de traslación y levantamiento servocontrolados; la pletina se toma del puesto en
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el ciclo y se encamina, por medio de una cinta transportadora, a las primeras estaciones de
elaboración; en el caso de detección de espesor doble, la misma cinta transportadora expulsa las
pletinas fuera de la línea en un camino de rodillos que está colocado entre los 4 puestos de cargadescarga de los pallets (foto 4).
Foto 3
Foto 4
Las primeras estaciones de elaboración producen las pletinas cortadas. La pletina que llega se
posiciona y se alinea correctamente en el interior de una estación dotada de una serie de prensas
hidráulicas, con estructuras a C e a puente, y de los relativos troqueles, que se necesitan para
ejecutar los entallados de las esquinas inferiores y superiores de la pletina, en correspondencia
con el respaldo y los costados del mueble. Por medio de cintas transportadoras motorizadas las
piezas avanzan en las estaciones sucesivas. Después de posicionar correctamente la pletina, otra
serie de prensas ejecuta los troquelados en los lados largos del mueble; en particular ejecuta los
agujeros para los amortiguadores en los bordes inferiores y otros agujeros y ranuras en los bordes
superiores.
Sucesivamente, de manera análoga, más unidades hidráulicas ejecutan la terminación de los
troquelados de agujeros y ranuras específicos para el modelo que se está produciendo en aquel
momento. El cambio de versión entre los diferentes modelos y las diferentes profundidades de los
muebles, variables de manera continua gracias a la capacidad de la instalación de producir en mix,
ocurre por medio de la traslación motorizada de las prensas en ejes controlados (foto 5). La línea
está dotada de un sistema centralizado de recogida y evacuación de la chatarra y de numerosos
dispositivos de alineación y de centrado, variables para los diferentes tamaños de las pletinas,
para garantizar el respeto preciso de las tolerancias dimensionales del producto final.
Después de terminadas esas operaciones, la pletina troquelada se traslada por medio de
diferentes sistemas de transferización y se maneja mediante una serie prensas oleodinámicas con
los relativos troqueles, en los que se ejecutan en secuencia las diferentes fases de elaboración de
la envoltura del mueble extendido. La primera prensa especial ejecuta el moldeo de los nervios en
los costados, la embutición del respaldo y el primer doblado a 90° en sentido longitudinal, en todo
el largo y en ambos lados,en correspondencia con la parte superior y la parte inferior de la
lavadora. La prensa tiene guías prismáticas con instalación de lubrificación centralizada dotada de
centralina hidráulica con electrobomba independiente y cubetas de recogida del aceite. En general
todo el sistema está dotado de dispositivos de lubrificación centralizada y automatizada en donde
es necesario, o bien de componentes autolubrificantes o lubrificados de por vida en donde es
posible; de otra manera está dotada de distribuidores, manifolds, enlaces y tuberías para la
lubrificación periódica manual de todos los órganos en movimiento.
El amarre del troquel a la prensa es automático con clamps hidráulicos en la corredera y en la
mesa; la extracción e inserción del troquel ocurren mediante rodillos en el troquel y repisas
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colocadas en el lado frontal de la prensa. El troquel es de doble efecto. Sin intervenciones de setup el troquel puede moldear todas las diferentes profundidades y el diferente número de nervios
laterales para los diferentes tipos de mueble (foto 6).
Foto 5
Foto 6
La operación sucesiva es el punzonado de ranuras y agujeros en las partes embutidas y moldeadas
del respaldo, el troquelado de la ventana posterior y la consecuente despegadura del panelito
para obtener el acceso al interior de la lavadora para el servicio de manutención. Esa operación se
ejecuta en una prensa especial con guías prismáticas con instalación de lubrificación centralizada,
centralina hidráulica con electrobomba independiente y cubetas de recogida del aceite. Incluso en
este caso el amarre del troquel a la prensa es automático con clamps hidráulicos en la corredera y
en la mesa; la extracción e inserción del troquel ocurren mediante rodillos en el troquel y repisas
colocadas en el lado frontal de la prensa. El troquel está dotado de extracción superior (foto 7).
Prosiguiendo a la largo de la línea, en el mueble todavía extendido se ejecutan en sentido
longitudinal más doblados, incluso en espesor doble, por máquinas dobladoras tangenciales
dotadas de dispositivos que pueden controlar y cambiar los ángulos de doblado para garantizar
doblados perfectos incluso en presencia de chapas con características cualitativas diferentes. En
secuencia encontramos una estación de doblado a 180° de los lados largos, una estación de
troquelado de la entrada inferior y/o superior del lado posterior, una estación de primer doblado y
una estación de doblado final del espesor doble en los lados largos superior e inferior; unos brazos
servocontrolados cargan y descargan en las estaciones los muebles extendidos (foto 8).
Foto 7
Foto 8
Los doblados longitudinales con espesor doble ejecutados de esta manera le dan al mueble de
lavadora una resistencia estructural particular por la que ya no se necesita el sucesivo ensamblaje
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de refuerzos y travesaños adicionales en la parte superior del mueble, ni siquiera del zócalo en la
parte inferior (foto 9).
Por medio de unas prensas a puente con movimiento hidráulico doble, el mueble luego se dobla a
lo largo de los lados transversales y se hace la solapa a unos agujeros realizados previamente de
manera que no tengan bordes cortantes. En secuencia encontramos una estación de primer
doblado de los lados cortos y de doblado vertical de los agujeros en el panel posterior y una
estación de compleción de los doblados otra vez en los lados cortos y de vuelta de los agujeros en
el panel posterior, con cambio de versión automático de los modelos y brazos servocontrolados
para cargar y descargar los muebles extendidos en las estaciones individuales (foto 10).
Foto 9
Foto 10
Finalmente el mueble se dobla a U con una máquina hidráulica especial para el doblado
tangencial. Un transfer servocontrolado carga la pieza en la estación y luego la descarga y traslada
a la línea de soldadura. (foto 11).
Foto 11
Esa primera parte de la instalación está dotada de cuatro centrales hidráulicas independientes que
están dedicadas a las cuatro secciones principales que se describieron arriba. La instalación
hidráulica está dotada de sistemas de filtración y se refrigera por medio de intercambiadores de
calor agua-aceite con instalación refrigeradora dedicada. Todas las centrales están dotadas de
cubetas de recogida del aceite y están colocadas, junto a sus relativos acumuladores, por encima
de las prensas, en un apropiado altillo insonorizado.
La segunda parte de la instalación, que está dedicada a la soldadura e al ensamblaje del mueble,
está alimentada en “full mix” por la línea previa, o sea que recibe en cinta transportadora los
muebles doblados a U de tamaño siempre diferente, según una secuencia establecida por los
programas de producción (foto 12). La línea está compuesta por muchas estaciones de soldadura a
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3 ejes que ejecutan soldaduras MIG, por resistencia por puntos y a proyección y por un “team” de
6 robots antropomorfos para las soldaduras por puntos, con tonelaje en la muñeca de alrededor
de 180 kilogramos (foto 13). El traslado de los muebles, se efectúa a través de todas las estaciones
por medio de un transfer a paso de peregrino.
Foto 12
Foto 13
En secuencia tenemos dos estaciones de soldadura MIG que están colocadas en posición
contrapuesta y que ejecutan las soldaduras MIG entre el respaldo y los costados por medio de 4
antorchas de soldadura dotadas de sus propios generadores (foto 14). Con la ayuda de patrones
apropiados de centrado y de estanco y de una serie de alineadores para garantizar la geometría de
los muebles, esas estaciones ejecutan al mismo tiempo 4 soldaduras de costura que fijan
definitivamente en la posición correcta el doblado a U que se realizó previamente (foto 15).
Foto 14
Foto 15
Sucesivamente se realizan todas las soldaduras por puntos. Todos los componentes para
ensamblar son alimentados automáticamente desde almacenes de diferentes tipos: el travesaño
anterior es tomado por una unidad pick & place desde un almacén doble (foto 16); los 4 diferentes
paneles frontales son tomados por un pick & place desde 4 cintas transportadoras, cada una de las
que, dependiendo de las exigencias de producción, puede ajustarse para uno de los diferentes
modelos de lavadora (foto 17); los soportes de las patitas son alimentados y orientados por un
vibrador circular y luego tomados por un pick & place.
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Foto 16
Foto 17
Tenemos una estación de pre-ensamblaje del zócalo y de soldadura del borde superior de la parte
posterior del mueble. La soldadura ocurre con 2+2 robots de 6 ejes dotados de pinza de soldadura,
transformador de c.a. y control de soldadura. Sucesivamente tenemos una estación de soldadura
del borde inferior y de doblado del borde superior del mueble. Luego tenemos una estación en la
que al mismo tiempo se ejecuta el ensamblaje final del travesaño frontal con el mueble y la carga
de los paneles frontales. Los 4 diferentes paneles frontales son tomados por un manipulador que
coge la pieza (foto 18) y la coloca en un patrón intermedio, dotado de centradores, alineadores y
de dispositivo óptico-digital de reconocimiento del panel; otro manipulador coge los paneles
frontales desde el patrón intermedio (foto 19) y los coloca en el mueble en línea (foto 20).
Foto 18
Foto 19
Luego está la estación de pre-soldadura por puntos entre panel anterior y zócalo por medio de una
corredera con 2 pinzas de soldadura con ejes servocontrolados para los movimientos vertical y
horizontal (foto 21).
Foto 20
Foto 21
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Sucesivamente, una estación de ulterior soldadura de los paneles frontales con el mueble por
medio de una corredera con 2 pinzas de soldadura con ejes servocontrolados para los
movimientos vertical y horizontal (foto 22) y un robot con 6 ejes para la pre-soldadura por puntos
del panel frontal con el zócalo, que ejecutan al mismo tiempo los puntos de soldadura entre el
panel anterior y los costados (foto 23).
Foto 22
Foto 23
En la estación sucesiva se completa la soldadura del panel frontal al mueble por medio de 2 pinzas
de soldadura con ejes servocontrolados para los movimientos vertical y horizontal.
Finalmente, en la estación sucesiva, otro robot con 6 ejes dotado completa la soldadura del panel
frontal al zócalo.
En esta primera parte de la línea están previstas 4 estaciones vacías (2 en el frente de la línea y 2
en la parte trasera) para permitir la implementación eventual de más procesos futuros como
integración y/o modificación del actual.
Las últimas estaciones están compuestas por 2 máquinas de soldadura de proyección (foto 24)
para ensamblar los 4 soportes para las patitas, dos anteriores y dos posteriores (foto 25).
Foto 24
Foto 25
Esas soldadoras, así como todas las previas, están dotadas de sus propios transformadores y
controles de soldadura autónomos (foto 26).
Incluso esa parte de la instalación dedicada al ensamblado está dotada de su propia instalación
frigorífica independiente que en este caso se usa para la refrigeración de los eléctrodos de
soldadura y de la central hidráulica.
Los muebles de lavadora acabados se descargan ahora en una cinta transportadora motorizada a
lo largo de la cual está colocada una estación de control de presencia y de posicionamiento
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correcto de los soportes de las patitas; eso ocurre por medio de un dispositivo óptico-digital. Los
eventuales muebles defectuosos se expulsan en una cinta dedicada a la chatarra. (foto 27).
Foto 26
Foto 27
El entero sistema en su conjunto está dotado de instalación eléctrica compuesta por una serie de
paneles de control con secciones de potencia y relativas protecciones, secciones auxiliares con PLC
de gestión de la línea, cuadro principal de mandos dotado de PC de supervisión y una serie de
paneles de mandos locales para el control manual de las estaciones. Para garantizar una asistencia
tempestiva, en el cuadro de control está instalado un módem para la teleasistencia.
La instalación está totalmente segregada por protecciones perimetrales, que están dotadas de
aperturas controladas con sistema de interbloqueo; el operador puede acceder a las máquinas
solo tras ejecutar el procedimiento de petición de acceso, gracias a la cual la instalación se detiene
en condiciones de total seguridad para el operador. Y todo esto cumpliendo rigurosamente las
normas CE.
Considerando la extensa gama de productos realizados al mismo tiempo en la instalación, con
tamaños y aspectos frontales diferentes combinados entre sí, unas telecámaras digitales están
colocadas en puntos estratégicos para efectuar los cross-checks necesarios y evitar cualquier error
posible en las combinaciones preestablecidas de los modelos que hay que producir; el mix
productivo en salida desde la instalación (foto 28) alimenta de hecho diferentes líneas de
ensamblaje que están dedicadas a diferentes modelos de lavadora según el programa diario de
producción establecido por el cliente.
Foto 28
La instalación es capaz de garantizar un producto ensamblado de manera dimensionalmente
perfecta, a prueba de verificaciones dimensionales y capability muy estrictas.
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