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Elettromandrino specifico per la lavorazione del legno.

Si chiama Electrospindle 4.0 il nuovo elettromandrino connesso di HSD, prodotto secondo il principio della zero defect manufacturing e capace di sfruttare al meglio le potenzialità del cloud.

È da circa dieci anni che il concetto di Industria 4.0 ha fatto il proprio ingresso nel linguaggio comune. Dieci anni nei quali sono stati dapprima stabiliti alcuni concetti chiave (come connettività, Internet of Things e cloud computing) e, successivamente, sono nate le prime applicazioni pratiche.

Oggi si possono osservare i primi progetti più articolati: non semplici “macchine connesse”, ma veri e propri strumenti capaci di concretizzare le fondamenta della quarta rivoluzione industriale.

Biesse Group è un’azienda internazionale che progetta, produce e distribuisce sistemi e macchine per la lavorazione di legno, vetro, pietra, metallo, materiali plastici e compositi per i settori dell’arredamento, delle costruzioni, dell’automotive e dell’aerospace.

Al suo interno sono presenti diverse realtà specializzate in specifici ambiti, come Biesse (macchine per il legno), Intermac (vetro, pietra e metallo), Diamut (utensili per il vetro e la pietra) e HSD (elettromandrini, teste birotative e tavole rotobasculanti).

Proprio HSD ha in avanzata fase di sviluppo un innovativo progetto legato alla costruzione di soluzioni basate su connettività, analisi e gestione predittiva: Electrospindle 4.0.

Il progetto, finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico, è partito a giugno 2021 e ha come obiettivo la creazione di una nuova famiglia di componenti, nello specifico due elettromandrini (uno per asportazioni più leggere e un altro ad alta coppia) e una testa birotativa di tipo general purpose basati sul concetto dello zero defect manufacturing.

Il tutto in un processo end to end, partendo dalla progettazione e costruzione, fino all’installazione nella macchina di destinazione e alla gestione del suo fine vita.

Un traguardo ambizioso, che richiede l’utilizzo coordinato delle tecnologie più avanzate.

Tra i partner coinvolti spiccano i nomi dell’Università Politecnica delle Marche (che si occupa nello specifico del business case per l’intero ciclo di vita del prodotto), de La Sapienza di Roma (che lavora invece sugli algoritmi di intelligenza artificiale e quindi sulla parte predittiva) e di EN4 (che svilupperà i banchi di collaudo utili per raggiungere l'obiettivo dello zero defect manufacturing).

Giuseppe Grosso, Product Strategy & Development Director di HSD.

Dodici anni di esperienza nella lavorazione del metallo hanno portato HSD a distinguersi sul mercato per la qualità dei prodotti e dei servizi correlati.

L’offerta è costituita in buona parte da soluzioni standard, ma l’azienda vanta un importante reparto di ricerca e sviluppo in grado di analizzare le esigenze dei clienti e di proporre prodotti su misura. HSD ha così guadagnato la fiducia non solo dei principali costruttori italiani e internazionali di macchine utensili, ma anche degli utilizzatori finali.

“Il nostro interlocutore è il costruttore di macchine, ma a beneficiare delle caratteristiche di Electrospindle 4.0 sarà in gran parte anche l’utilizzatore finale. – spiega Giuseppe Grosso, Product Strategy & Development Director di HSD – Avrà modo di sfruttarne le caratteristiche legate alla produttività, all’affidabilità e, attraverso il service remoto, potrà ottenere vantaggi in qualsiasi momento”.

Il prodotto è infatti collegato al cloud MyHSD che, elaborando i dati di funzionamento e quelli di produzione, ne valuta le condizioni operative basandosi anche sul digital twin (un modello informatico con le medesime caratteristiche di quello reale) realizzato da HSD in collaborazione con Ansys.

“Comparare il prodotto nelle sue condizioni ideali con quelle operative ci consente innanzitutto di capirne lo stato di salute. Temperature che superano una determinata soglia, vibrazioni eccessive o altri dati anomali indicano a noi e all’utilizzatore finale che può essere utile verificare i parametri di utilizzo. Ma non basta: il cloud computing ci consente di guardare oltre. Attraverso gli algoritmi sviluppati siamo in grado di stabilire se il componente richiederà a breve un intervento manutentivo o se, invece, potrà proseguire oltre l’intervallo indicato tra una manutenzione e l’altra”.

Lo stabilimento HSD di Gradara (PU) è Lighthouse Plant del cluster Fabbrica Intelligente.

PUNTARE ALLO ZERO DEFECT MANUFACTURING

L’eliminazione di qualsiasi difetto o problema in produzione è un obiettivo verso il quale tendono un po’ tutti i costruttori.

Oltre un certo livello, però, diventa estremamente costoso o laborioso. Per fortuna la tecnologia ha reso disponibili soluzioni capaci di alzare ulteriormente l’asticella.

“Il personale tecnico di HSD che oggi svolge determinate attività verrà affiancato da sistemi automatici, come celle o cobot, al fine di migliorarne le condizioni operative e incrementare così la ripetibilità, spiega Grosso. “Ma i benefici non si fermano in officina: si ottengono così molte più informazioni da ciascun prodotto, arricchendo il relativo digital twin, con evidenti vantaggi in cascata sull’OEM e sull’utilizzatore finale”.

Questo approccio incrementa innanzitutto la qualità del prodotto stesso, riducendo così i possibili interventi. È inoltre possibile diagnosticare da remoto un eventuale problema e intervenire “a colpo sicuro”, con gli eventuali ricambi necessari o, nei casi più semplici, dando precise indicazioni ai manutentori per riprendere a lavorare in autonomia.

Pensando a quei costruttori di macchine che esportano in tutto il mondo, si tratta di un enorme valore aggiunto. Biesse Group, ad esempio, esporta il 80% delle proprie macchine; pur avendo filiali nei principali mercati di riferimento, poter contare su un simile servizio è una ulteriore garanzia di sicurezza per gli acquirenti finali.

VANTAGGI IN OGNI FASE OPERATIVA

Un settore nel quale HSD è particolarmente attiva è quello automotive.

“Abbiamo numerosi clienti impegnati nella produzione di componenti per motori termici su centri di lavoro orizzontali, ma la mobilità elettrica sta mescolando le carte in tavola. Oggi abbiamo molte richieste per macchine impegnate nella lavorazione di battery case in alluminio, dove agli impianti viene richiesta una grande produttività, l’asportazione di elevati volumi di truciolo e operatività continua 24/7. È evidente come non basti un’alta produttività, ma serva anche la massima affidabilità”.

È qui che il progetto Electrospindle 4.0 offre una marcia in più: unendo una piattaforma affidabile (data dall’approccio zero defect manufacturing) all’assistenza continua (sia da parte dei tecnici da remoto, sia degli algoritmi di controllo costantemente attivi).

Ma le potenzialità del progetto Electrospindle 4.0 non si fermano qui. Monitorando le condizioni operative si possono trarre ulteriori conclusioni utili, a seconda delle necessità, per aumentare la produttività, ridurre i costi o migliorare l’affidabilità di un impianto.

“Dopo l’utensile, l’elettromandrino è la parte più vicina al punto di contatto tra macchina e pezzo ed è in grado di rilevare molte informazioni utili”, spiega Grosso. “Chi si occupa della programmazione del ciclo di lavoro sa bene che la stessa lavorazione può essere eseguita in più modi e con diversi parametri. A parità di risultato finale sul pezzo, c’è chi preferisce un approccio più conservativo, chi cerca una elevata produttività, chi invece deve fare i conti con utensili costosi e, quindi, tende a gestirli in modo da sfruttarne al massimo la vita utile. Tutte ragioni più che valide, la cui scelta dipende in buona parte proprio dall’analisi di quei dati che l’elettromandrino può raccogliere durante la lavorazione. Non solo: facendo parte di un gruppo che costruisce macchine utensili, gli Electrospindle 4.0 installati sulle macchine Biesse beneficeranno di caratteristiche di autoadattatività. Significa che, in base ai valori rilevati, la macchina sarà in grado di accelerare o rallentare il processo per ottenere sempre il massimo in base all’obiettivo indicato. Al contrario di quanto avviene con macchine di altri produttori, nelle quali si misurano i parametri in gioco ma non si conosce direttamente il part program, qui il controllo numerico e gli algoritmi sono sviluppati internamente ed è possibile intervenire sui parametri e rendere realmente autoadattativa la lavorazione.

In HSD vengono eseguiti accurati collaudi sui nuovi prodotti, a garanzia del risultato finale.

L’attività di HSD sui nuovi prodotti prevede l’esecuzione di stress test all’interno dei reparti Prove ed Esperienze di Gruppo. Prima di lanciare sul mercato un nuovo prodotto, a garanzia del risultato finale.

“Talvolta veniamo coinvolti anche dai costruttori di macchine utensili per verificare le condizioni di impiego dei nostri elettromandrini sulla macchina”, aggiunge Giuseppe Grosso, “Per lavorazioni di precisione o che richiedono la massima qualità superficiale, come la fresatura degli stampi, il nostro team dedicato è in grado di eseguire questo tipo di analisi e fornire un accurato feedback”.

FOCUS: UN PARTICOLARE CHE FA LA DIFFERENZA

Oggi il portafoglio HSD è composto da sottosistemi che includono tavole rotobasculanti, teste birotative ed elettromandrini; questi ultimi rientrano in una gamma da 8 Nm per l’engraving o per le operazioni ad alta velocità fino ai 600 Nm per materiali tenaci come il titanio.

“Sul mercato sono presenti diversi competitor che offrono prodotti di buona qualità, per questo dobbiamo distinguerci”, spiega Laura Alesi, Marketing Manager di HSD, “L’Italia è un paese dove sono presenti ancora numerose piccole e medie imprese che costruiscono macchine apprezzate in tutto il mondo: questo perché sono state in grado di offrire un valore aggiunto legato a un servizio o a una tecnologia specifica. Vista l’importanza che riveste un elettromandrino in queste macchine, HSD si sta rivelando per molti di loro un vero e proprio ‘asso nella manica’, e ancor di più lo sarà una volta rilasciati i primi prodotti della linea Electrospindle 4.0”. ©TECN’È

HSD è parte di Biesse Group, azienda che progetta, produce e distribuisce sistemi e macchine per la lavorazione di vari materiali.

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