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Documento PDF - AMS Tesi di Laurea

1. sss 140 Fig 6 8 installazione sulla pinza del lamierino profilato 141 11 INDICE DELLE TABELLE Tabella T T specitiche tecniche Accord TO FX 18 Tabella 1 2 mercato obiettivo Accord 10 FX aura 19 35 tecniche Accord 20 FX corrono 21 Tabella 1 4 mercato obiettivo Accord 20 FX aaa 22 Tabella T 5 specifiche tecniche Accord 30 FX ana 24 Tabella 1 6 mercato obiettivo Accord 30 EX aaa 24 Tabella T 7 specifiche tecniche Accord 40 EX aaa 26 Tabella 1 8 mercato obiettivo Accord 40 Fx 26 Tabella 1 9 mercato obiettivo Accord WD 28 Tabella 2 1 bisogni del cliente riferiti alla dotazione di dispositivi d immagazzinamento Pii e 30 Tabella 2 2 caratteristiche tecniche dei centri di lavoro a confronto ssssss 32 Tabella 2 3 configurazione magazzini Utensili 33 Tabella 2 4 esempio di SWOT analisi applicata al mercato dei trasporti 34 Tabella 2 5 matrice strategica opportunit minacce punti di forza e debolezza 39 Tabella 2 6 risultati SWOT Analysis applicata alla dotazione di magazzini utensili dell Accord 20 cm 41 Tabella 2 7 matrice delle strategie ottenute tramite analisi
2. 67 Tabella 4 1 suddivisione dei costi in funzioni u uu rie 74 Tabella 4 2 quadro riassuntivo dei costi delle singole funzioni 74 Tabella 4 3 confronto distinte e costi tra il magazzino a 48 posizioni e quello a 32 In rosso sono indicati quegli elementi le cui dimensioni o quantit vanno a modificarsi variandone i lacca 79 Tabella 5 1 descrizione utensirimite ail Epitt ed prre EYE eerte 85 Tabella 5 2 sollecitazioni generate a 2500 rpm 86 Tabella 5 3 sollecitazioni generate a 5000 rpm 86 Tabella 5 4 rilevazioni sperimentali della forza d estrazione sess 88 Tabella 5 5 risultatitestd estrazione ssaa ile 88 Tabella 5 6 valori di forza rilevati al variare del braccio 90 Tabella 5 7 valori di forza rilevati al variare del braccio su una pinza usurata 91 Tabella 5 8 riepilogo pressioni di contatto normali alle superfici 99 Tabella 5 9 pressioni superficiali per gli utensili limite ie 100 Tabella 5 10 forze normali alle superfici per gli utensili limite 101 Tabella 5 11 rilevamento spostamenti 109 Tabella 5 12 rilevazioni sperimentali rigidezza dei
3. Fig 5 49 andamento della tensione equivalente 2 114 Notiamo come la zona pi sollecitata risulta essere sempre quella a contatto con il corpo in alluminio il cui raccordo si comporta come fulcro dell effetto leva sul braccio della pinza Ancora pi significative possono essere gli andamenti delle tensioni sulle le sezioni in corrispondenza del piano di simmetria del perno e del raggio di curvatura Stress WCS 638e401 N Du EJ 0 1 Location Components and Layers Loadset LoadSetl ASSIEME 000e 00 oDDe 4DD DD NIETO 000e 01 5B6e 02 Windowl Contatto_5 Contatto_5 Fig 5 50 andamento delle tensioni oy nella sezione di simmetria In questa sezione notiamo un comportamento opposto a quello della singola pinza ovvero un forte stato di compressione nella zona interna e un pi debole stato di trazione nella zona esterna 115 Stress XX WCS mm 2 Location Components and Layers Loadset LoadSetl ASSIEME 2oble 4B81 1 000e 00 500e 00 100e 00M c o00e 00 DDBDe DD oDBetDD 000e 01 Windowl Contatto_5 Contatto_5 Fig 5 51 andamento delle tensioni Oxx in corrispondenza del perno Stress XX WCS N mm 2 Location Components and Layers Loadset LoadSetl ASSIEME 561e401 1
4. Da qui possiamo ricavare le ampiezze degli andamenti della pressione nella zona anteriore e posteriore 99 N m N FCAR d X c4R ni p1 0 P cos8 0 P cos 0 Quanto ricavato l andamento della pressione verticale per unit di sezione In questo caso come gi anticipato le superfici sottoposte a tale pressione non sono contemporaneamente sia quella superiore che quella inferiore ma solo una delle due relativamente alla parte posteriore o inferiore del cono Di conseguenza considerando costante la pressione sullo spessore p 0 a p 0 a 0 0 cos 30 _ P cos 30 a a MUNRO Fig 5 30 dettaglio dell andamento delle pressioni In conclusione le pressioni risultanti normali alle superfici saranno quelle riportate nella tabella seguente F sin30 cos 30 EGG _ rt 0 4a 1 cosy R UAM T a R sin30 4a 1 cosy R 1 cos 30 M C4 a R cos 0 Tabella 5 8 riepilogo pressioni di contatto normali alle superfici 100 Chiaramente si comprende come la sezione pi sollecitata sia la superficie superiore della sede posta anteriormente al cono Come esempio sono riportati di seguito i valori delle pressioni MASSIME ortogonali alla superficie per gli utensili limite date dal solo momento 244 62 MPa 203 85 MPa 87 33 MPa 72 77 MPa Tabella 5 9 pressioni superficiali p
5. pa 2 Analisi funzionale dei costi CAT 48 Allinearsi con il mandrino Afferrare Rilasciare Movimentare Allinearsi con il mandrino Afferrare Rilasciare Movimentare DESCRIZIONE QNT COSTO TOT MONTAGGIO INGRASS VERTIC ES 11 G1 8 46 CAM ELETTROVALVOLA 5 2 V24 PNEUMA VALVOLA REG PORT RACC RAP L G1 8 E4 M F 7522 4 1 8 BLOCCHETTO X LUB 2 UTENZE G1 8 BRACCIO CUT LAVORATO 4 2 DO O 0 DO 4 gt 9 72 MONTAGGIO 0 05 DADO M24 65 UNI 5589 ES BASSO ROSETTA 6 4X10X0 7 H1 2 SICUREZ ROSETTA 8 4X13X0 8 H1 4 SICUREZ VITE M10 X 16 8 8 UNI 5739 VITE M5 X 14 8 8 UNI 9327 TC RIBAS VITE M8 X 20 12 9 UNI 5931 TCEI TF VITE M6 X 30 12 9 UNI 5931 GUIDA X PATTINO SF 1675 204 31 PATTINO RIC SF 1671 214 20 STAR CAVO CABL M8 3P FEM 15 0MT MOLLA ELI CIL DF 7 5 DE 47 LL 48 5 BLOCCHETTO PORTA MICRO GUIDA MOLLA GUIDA CUSCINETTI CATENA ORIZ GUIDA INFERIORE CUSCINETTI CURVA RIGHETTA SUPPORTO CUSCINETTI CUT GUIDA INF CUSCINETTI LATO PIGNONE GUIDA CUSCINETTI CATENA PIGNONE STAFFA 70X50 SP 5 FISSAGGIO MICRO PIATTO SP 2MM TARATURA C UT 48 POS TELAIO CUT A CATENA V2 LAVORATO FINECORSA PROXIMITI INDUTTIVA ASSIEME MOTORIZZAZIONE CATENA MONTAGGIO ROSETTA 6 4X10X0 7 H1 2 SICUREZZA ROSETTA 8 4X13X0 8 H1 4 SICUREZZA ROSETTA 12 5 X 35 0 X 5 BRUN VITE M6 X 16 8 8 UNI 9327 RIBAS VITE M8 X 25 12 9 UNI 5931
6. Son ete liebe 116 Fig 5 54 MESH raffinata a elementi di dimensioni massime di mm 117 Fig 5 55 spostamenti causati dalla coppia di forze essere 117 Fig 5 56 distribuzione delle pressioni di contatto sulla superficie conica superiore 118 Fig 5 57 distribuzione delle pressioni di contatto sulla superficie conica inferiore 118 Fig 5 58 fenomeno di torsione della pinza A 119 Fig 5 59 usura data dal picco di pressione eese tenete retenta nana 119 Fig 5 60 modello CAD della pinza con bordino 121 Fig 5 61 modello CAD della pinza con bordino 2 esee 121 Fig 5 62 direttiva ingombri utensili estrapolata dal manuale di uso e manutenzione 122 Fig 5 63 schema funzionamento FDM 123 Fig 5 64 dettaglio del processo di FDM e materiale d apport0 i 123 Fig 5 65 modello prototipato della pinza modificata esee 124 Pig 5 05 dettaglio del DOEGITIO cena 124 D19 5 07 strumientazIone uttliZZdtd cisci aeter i cu Po rbv 124 Fig 5 68 dettaglio della strumentazione utilizzata esee 124 Fig 5 69 rigidezze rilevate sperimentalmente de
7. 2 BDOe 00 7 2 5 X 5 000 00 De 7 520e 20 1 000e 01 9 961e401 Windowl Contatto_5 Contatto_5 Fig 5 52 andamento delle tensioni in corrispondenza del cono La sezione in corrispondenza del raccordo risulta essere equamente divisa in una zona in trazione e una in compressione 116 SIMULAZIONE DELL EFFETTO CAVATAPPI Come accennato inizialmente il limite di Pro Mechanica quello di non essere un risolutore a grandi spostamenti Perci non sar possibile simulare direttamente l interazione tra cono e pinza in fase di inserimento estrazione Tuttavia ci non strettamente necessario in quanto per ottenere dei risultati interessanti saranno sufficienti delle valutazioni sul comportamento del cono in sede ovvero per piccoli spostamenti Si provveduto a simulare direttamente l effetto cavatappi tramite l applicazione di una coppia di forze sul cono Per avere un qualche riscontro con i dati finora ottenuti si optato di prendere come valore delle forze quello necessario a creare un momento di 10 Nm ovvero simile a quello ricavato dalle prove sperimentali e necessario ad ottenere un abbassamento del bordo posteriore del cono di 2 mm ricordiamo che pari a 10 802 Nm Il modello calibrato e validato precedentemente stato aggiornato con l inserimento del cono come gi detto anch esso semplificato mant
8. NM Oo Hm e e e e e e e N e HB N N Oo ASSIEME FOTOCELLULA MONTAGGIO 1 O 1 O DADO M3 6S UNI 5588 ES NORM DADO M4 6S UNI 5589 ES BASSO BRUN VITE M4 X 20 10 9 UNI 5933 T VITE TBEI TF 1507380 M3 20MM 10 9 FOTOCEL LETT DIRETTA RIPARTITORE G1 8 4VIE PNEUMA RAC RAP L G1 8 EA M CAMOZZ RAC OG DIR G1 8 E4 M F PNEUMA TAPPO G1 8 M 10718PN PNEUMA PIASTRA SP1 5 SUPPORTO FOTOCEL TUBO 4X2X100MM SOFFIO KIT CAMBIO UTENSILE RAPID 48 CDL BOX 8IN OUT CAN CANIOES VS8IO ES HD e e N e e N e e e N N N NX e e e N e e N e e e N N N NX AZIONAMENTO KEB10F5ABD3AEA CAVI POTENZA SEGNALE 15 m gt mM Tabella 4 3 confronto distinte e costi tra il magazzino a 48 posizioni e quello a 32 In rosso sono indicati quegli elementi le cui dimensioni o quantit vanno a modificarsi variandone i costi 80 Il costo previsto di XXXX XX Euro ovvero un delta di XXX XX Euro rispetto la versione maggiore In termini percentuali si ha una riduzione di circa il 17 22 Il target stato ampiamente raggiunto il che esclude la necessit di interventi pi drastici sul progetto iniziale Piccola nota riguarda il motore e l azionamento In questo caso si potrebbe pensare di andare a ridurre entrambi con dei sistemi meno prestanti viste le minori dimensioni del magazzino Non stato possibile effettuarlo in quanto nel catalogo dei fornitori SCM i dispositivi ridotti sarebbero venuti a costare pi di que
9. VITE M12 X 30 8 8 UNI 5931 TCEI TF VITE M8 X 30 12 9 UNI 5931 TCEI TF CUSC RAD RIG 1C SFERE 35X72X17 CALETTATORE 32X60 TLK131 TOLLOK SMOT 3 5NM 5000RPM BR TC 100 3 5 0 90 PIGNONE Z 10 CAT PIGNONE TRAINO CATENA FUSIONE CONTROSUPPORTO CUSCINETTO RIDUT TECNOIN LC120 70 SUPPORTO PIGNONE CUT LAVORATO MONTAGGIO 0 95 1 00 1 00 73 ROSETTA 10X16 X 0 5 DIN 988 X CUSC RAD RIG 1C SFERE 10X30X9 6200 X PERNO L 64MM D 10MM CATENA X ASSIEME MAGLIA PORTAUTENSILI MONTAGGIO FLOU j PORTAUTENSILE MAGLIA 0 50 0 50 MAGLIA PORTAUTENSILE 0 50 0 50 CORPO PINZA PER CONO HSK63F x PERNO L 20 6MM D 6MM CUT X ASSIEME MAGLIA NEUTRA e MONTAGGIO X ASTUCCIO A RULLINI 10X14X12 HK X MAGLIA NEUTRA X MONTAGGIO 0 90 0 10 DADO ES NORM UNI 5588 M5 6S BRUN X DADO M8 6S UNI 5589 ES BASSO BRUN X DADO M8 6S UNI 7474 AUTOFR ZINC X VITE M5 X 20 12 9 UNI 5927 STEI X ROSETTA PIANA 6 5X13XSP 1mm ROSETTA 8 5 X 15 0 X 1 BRUN ROSETTA 5 3 X 10 0 X 2 BRUN VITE M5 X 20 8 8 UNI 5737 T ES BRUN X VITE M5 X 20 8 8 UNI 5931 TCEI TF X VITE M5 X 12 8 8 UNI 5931 TCEI TF X VITE M8 X 35 10 9 UNI 5933 T X VITE TBEI TF 1507380 M5 8MM 10 9 X PATTINO RIC SFERE 1622 824 20 STAR X FINECORSA MAGN MRS UAP PNEUMA X SUPPORTO STAFFA FINECORSA PNEUMA X DADO X CIL M22X1 5 1200 20 05 X RACC RAP OR ANELLO SEM VITE X CIL PNE 1506432 1280 20 450 A M X ROTAIA RDS R1605
10. e utensile ili Asse Asse Y a cono baricentrico gy ME L 4 6 DU NN 22 Asse baricentrico y Lr MEI Fig 5 2 schema cinematico Fig 5 3 quote posizione baricentrica Tale accelerazione genera una forza centrifuga pari a Fcentrifuga Mutensile Gcentripeta ChE si va a scaricare direttamente sulla pinza d afferraggio Inoltre moltiplicando questa forza per la distanza tra il piano pinza e il baricentro si ottiene il momento di inerzia risultante In conclusione solo in curvatura sulla pinza si scaricheranno e Forza d inerzia riportata lans N e Momento dato dall inerzia mb portslo p centrifuga Fig 5 4 schema dinamico Allaccelerazione centripeta dalla cinematica di rotazione della sola catena bisogna aggiungere l accelerazione dell intero magazzino Infatti ricordiamo che esso viene installato direttamente sulla struttura mobile a portale o a sbalzo che sia portante i gruppi di lavoro Tale struttura viene fatta muovere con un accelerazione pari a 5 m s che andr ad incrementare notevolmente la forza centrifuga degli utensili e il momento generato da essa 94 La gamma 5 oltre ai centri di lavoro Accord offre delle celle di lavoro a portale fisso per la lavorazione del massello su cui vengono installati gli stessi modelli di magazzini Per tali macchine alla luce dell assenza di tale accelerazione aggiu
11. e Loadset L oadSetl ASSIEME 4 169e DD 2 536e400 1 1 2 6 339e 01 D DDDe 0D Fig 5 55 spostamenti causati dalla coppia di forze 118 Possiamo notare innanzitutto l effettivo riscontro tra i valori di abbassamento della zona posteriore del cono delle prove sperimentali e della simulazione FEM risultato che convalida il modello anche in queste condizioni Inoltre notiamo lo spostamento verso l alto di ben 6 tale valore chiaramente molto elevato e ci permette di comprendere come l utensile sia gi in condizioni molto instabili Analizziamo ora i valori di pressione di contatto sia per valutare come la pinza vada a reagire alle dinamiche del cono sia per comprendere come e dove si va ad usurare Le immagini seguenti mostrano la distribuzione delle pressioni sulle superfici coniche superiore ed inferiore c Cc and Layers SSIEME SETS CN GJ Non n _0005 00 Fig 5 56 distribuzione delle pressioni di contatto sulla superficie conica superiore 9 606e 02 1 5 gt 5 25M0e gt 3 5 2 5 1 5 NI e e e e Fig 5 57 distribuzione delle pressioni di contatto sulla superficie conica inferiore 119 Il momento applicato viene bilanciato tramite il contatto concentrato nelle tre zone visuali
12. RR from rew meleri suppliir deis and other poblicssons sierra eg low lond is eil Terhnperature resistance penod af 5 000 20 000 hours Afier them penods cf time there ims s demas in imele stengb messured st Z3 C oi about 50 ss compared aif the original value The temperature vmlues gen here are thus based on the trermaboridatve degradeton which ikes plene and come on in properies Nole however fat he meorum allossble senice dempersiure depends in many cases essenimiy and the magnitude of the mechanical siresses which the by the extent iz which material i subjected b impact The value gwen here is besed on unfencurable impact conditiona ii other pf are nol rimini in presenti by ihe materni under condisons There is no UL Fie Number for Ertalon 66 GF30 siock shapes The figures gwen for te properes ci dry 4 are for the mox part memge values of tests run on iex specimen mechined cut c rods 80 60 mm Except for fre hardnezs tests the fest cutsde dismeter with ther lengh in longiudire drecho of the rod parallel in the extrusion direchion Test speramers 1B Test spesd 5 mmimimn chosen scc io TESH a a funeson af the dadie behevicur of the melena tough or Test speed 1 mmmn Test spec
13. questo punto necessario verificare che le soluzioni ottenute da questa analisi concettuale siano compatibili con e soddisfino i bisogni dei clienti Tale verifica riportata nella tabella seguente Bisogno generale Affidabilit Flessibilit produttiva Limitare gli ingombri Protezione Flessibilit produttiva Produttivit Campo di lavoro Soluzione generale Soluzioni gi adottate e testate per il magazzino a 48 poz Soluzione per stazione di carico agevolato degli utensili sul magazzino accessibile dalla zona operatore Soluzione a catena Carter di protezione 32 posizioni Soluzioni specifiche per incremento velocit di rotazione Soluzioni specifiche per allargamento gamma utensili immagazzinabili Tabella 2 8 soluzioni applicabili per soddisfare ogni singolo bisogno 44 45 CAPITOLO TERZO 3 MAGAZZINO AUTOMATICO A CATENA A 48 POSIZIONI Come visto l opera di sviluppo parte dal magazzino automatico a 48 posizioni attualmente prodotto Prima di esporre il processo nelle sue fasi operative si ritiene utile indicare i principi seguiti nella progettazione della soluzione finora prodotta che verranno poi rispettati anche per la nuova versione Y Fig 3 1 magazzino a catena installato su Accord 40 Fx 3 1 LA PROGETTAZIONE MODULARE La presenza di un magazzino utensili automatico al giorno d oggi un must per qualsiasi Centro di lavoro a controllo numerico in qualunque settore
14. stato cos convenuto di prendere un abbassamento della zona posteriore del cono dovuto alla rotazione centrifuga pari a 2 mm ovvero quel valore massimo per cui la pinza ancora in grado di recuperare la stabilit del cono una volta uscita dalla curvatura In figura mostrato cosa s intende 89 Fig 5 14 abbassamento della zona posteriore del cono Fig 5 15 misurazione dell abbassamento La prova consisteva nell applicazione di una forza sempre maggiore e misurata tramite dinamometro fino al raggiungimento dell abbassamento di 2 mm sopracitato e rilevato mezzo di un comparatore centesimale Il punto d applicazione della forza stato progressivamente abbassato a passi di 50 mm in modo da ottenere una migliore valutazione della linearit della legge ricordiamo momento forza braccio Sono state fatte 10 rilevazioni per ogni distanza Per garantire le medesime condizioni di test e in particolare la ripetibilit del punto di applicazione sullo stelo sono stati eseguiti dei fori di riferimento alle distanze prefissate da 50 mm a 300 mm dal piano di pinza nei quali si andava ad inserire la spina conica filettata della ghiera a cui si applicava la forza Fig 5 16 ghiera di afferraggio e riferimenti sullo stelo Fig 5 17 dettaglio sistema di presa 90 Fig 5 18 comparatore e strumentazione Le rilevazioni sono riportate nella tabella seguente 141 9 89 92 95 94 91 94 96 90 95 93 61 61 60 61 58
15. quali la pinza non in grado di mantenere l afferraggio Per completezza di trattazione e per future valutazioni ricaviamo anche le sollecitazioni a 5000 rpm regime al quale si ha un accelerazione di 11 76 5 5000 rpm Forze centrifuga N Momento Nm Tipo A 19392 32 00 242 40 26 66 Tabella 5 3 sollecitazioni generate a 5000 rpm 5 1 2 CARATTERIZZAZIONE DELLE PRESTAZIONI DELLA PINZA Per poter definire gli interventi pi efficienti questi valori non possono essere considerati sufficienti o attendibili necessario andare a caratterizzare al meglio le prestazioni dell intero gruppo afferraggio e ottenere un modello che offra una validit generale dal quale partire con le eventuali modifiche A tal scopo si sono definite delle prove sperimentali atte a 97 definire la forza necessaria ad estrarre il cono e il momento limite che generi un effetto cavatappi ritenuto compromettente Si predisposta una strumentazione adeguata in reparto prototipi costituita da un gruppo pinza fissato al banco tramite una morsa e un cono d attacco munito di stelo atto a simulare un utensile Fig 5 10 banco di lavoro dei test Fig 5 11 strumentazione utilizzata per i test FORZA D ESTRAZIONE Per quanto riguarda la definizione della forza d estrazione si provveduto ad eseguire delle misurazioni tramite dinamometro una volta inserito il cono nella pinza tramite una sistema appositamente realizzato
16. 41 3 MPa 260C 103 4 MPa 50 41 3 MPa 260C 103 4 MPa 50 20 7 MPa Stress Ratio 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 Fig 5 78 curve di fatica dell Ertalon 66 GF30 133 Da questo grafico possiamo notare come il limite sia posto al 53 della tensione di rottura che da catalogo di 75 MPa Ci si traduce in un limite a fatica di circa 40 MPa Confrontando questo valore con i dati ottenuti dalla simulazione possiamo notare come effettivamente il bordo integrato porti notevoli benefici anche in termini di resistenza a fatica portando le tensioni a un range di 15 25 MPa 134 135 CAPITOLO SESTO 6 CONCLUSIONI Con questo elaborato si voluto presentare una porzione del processo di sviluppo di una nuova macchina utensile facendo risaltare come in una realt industriale moderna e all avanguardia come SCM Group non si possa pi fare a meno della sistematicit e programmabilit offerta da un approccio concettuale preliminare Alla luce di quanto esposto possiamo ben comprendere come l analisi SWOT sia riuscita ottimamente ad individuare fin dal principio la strada migliore da percorrere per lo sviluppo di un singolo modulo dei centri di lavoro CNC apparentemente meno importante L insieme degli aspetti messi in luce da tale analisi ha permesso di stabilire una strategia concentrata sui punti di forza del gruppo da una parte l ideazione di un nuovo prodotto ottenuto da una soluzione funzio
17. 42 Tabella 2 8 soluzioni applicabili per soddisfare ogni singolo bisogno 43 Tabella 3 1 moduli magazzini utensili disponibili per i centri di lavoro Parte 1 48 Tabella 3 2 moduli magazzini utensili disponibili per i centri di lavoro Parte 2 49 Tabella 3 3 specifiche tecniche del magazzino sese eene tenente tenete 51 Tabella 3 4 specifiche tecniche motore TC100 53 Tabella 3 5 specifiche tecniche riduttore ica alla 53 Tabella 3 6 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 1 57 Tabella 3 7 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 2 58 Tabella 3 8 specifiche tecniche del 61 Tabella 3 9 specifiche sistema traslante equivalente eese 61 Tabella 3 10 specifiche tecniche riduttore epicicloidale ss 62 Tabella 3 11 tempi di fasi alla massima velocit 5000 rpm 66 Tabella 3 12 tempo dr ciclo d 5000 i ana ee coda cun HO E 66 12 Tabella 3 13 tempi di fase a 2500 rpm Motore 67 Tabella 3 14 tempo di ciclo a 2500 rpm
18. 83 He 5 3 quote posone Daricent Ca a 83 54 Schema CO aia a 83 Fig 5 5 fotoframe che mostra lo sbandieriamento dell utensile in curvatura 84 5 effetto CaVatappr 65 io 84 Fig 5 7 dettaglio del bordo che funge da sede per il cono sss 85 Fig 5 8 dettaglio del bordino usurato a cause dell effetto cavatappi 85 Fis 5 9 sSChie Ma Utensile eti o e DM NEA 85 Fis 5 10 banco dvlavoro detesta lele 87 Figo strumentazione uulizzata PERITESt ascii eb e prb i 87 Fig 5 12 Fig 5 13 Fig 5 14 Fig 5 15 Fig 5 16 Fig 5 17 Fig 5 18 Fig 5 19 Fig 5 20 Fig 5 21 Fig 5 22 Fig 5 23 Fig 5 24 Fig 5 25 Fig 5 26 Fig 5 27 Fig 5 28 Fig 5 29 Fig 5 30 Fig 5 31 Fig 5 32 Fig 5 33 Fig 5 34 Fig 5 35 Quadrant Fig 5 37 Fig 5 38 Fig 5 39 Fig 5 40 Fig 5 41 Fig 5 42 Fig 5 43 dispositivo di presa Sul CONO ssec eni 88 fase di applicazione della forza d estrazione esent 88 abbassamento della zona posteriore del CONO senes 89 misurazione dell abbassamento sasini i 89 ghiera di afferraggio e riferimenti sullo stelo eee 89 dettaglio Sistema dr pressa 89 comparatore eSUUme
19. Questo processo di sviluppo parte dalla descrizione dei comportamenti d instabilit che l utensile mostra in fase di utilizzo e dalla caratterizzazione dello stato dell arte del sistema di afferraggio 5 1 1 DINAMICHE DEL CONO IN CURVATURA Come visto il magazzino non puo essere spinto alla velocit massima raggiungibile in quanto ci comporterebbe delle inerzie tali da sganciare in curvatura gli utensili di massa maggiore Prima di tutto sar necessario valutare tali sollecitazioni inerziali che vanno poi a scaricarsi sulla pinza in Nylon riconducendo il tutto alla posizione baricentrica dell utensile L utensile nella zona di curvatura di rinvio della catena soggetto ad una accelerazione centripeta pari a 2 Acentripeta m w Ycurvatura Dove W Wpigno ne Ycurvatura i a isse cono Nel caso in cui l asse baricentrico dell utensile coincida con l asse del cono d attacco il raggio di curvatura la distanza tra il centro di curvatura centro del pignone e lo stesso asse cono ovvero la somma della met dellinterasse tra i rami della catena e la distanza tra la circonferenza primitiva del pignone e l asse Nei casi come per alcune testine piu complesse l asse baricentrico non coincide con quello del cono per cui bisogner sommare o sottrarre la loro distanza relativa b cat lcurvatura mi 2 cono 93 Piano pinza 5 i 9 Asse
20. adeguatamente preparati per cogliere le opportunit segnalate dal mercato L analisi si concentra su diversi fattori ne elenco alcuni a titolo esemplificativo e non esaustivo e Qualit dell offerta proposta al mercato qualit del prodotto qualit e adeguatezza della rete di vendita qualit e coerenza della comunicazione qualit preparazione e cortesia del personale di vendita ecc e Qualit delle performance aziendali quota di mercato detenuta livello di notoriet della marca immagine attuale conoscenza della base di clientela tipologia della base di clientela attuale ecc e Qualit delle caratteristiche aziendali di fondo preparazione del management chiarezza e funzionalit dell organizzazione interna preparazione e consistenza delle risorse umane in azienda clima interno livello di motivazione del personale conoscenza delle lingue straniere da parte del management e delle strutture commerciali dotazione industriale consistente ed al passo con i tempi sistema di misurazione dei principali indicatori finanziari economici e industriali chiaro e 39 condiviso solidit finanziaria dotazione tecnologica al passo con i tempi alfabetizzazione informatica del personale grado di definizione dei processi interni ecc termine del processo valutativo saremo in grado di avere un profilo che costituisce una guida strategica una fotografia di ci che l azienda ci che potrebbe fare Dall analisi SWOT pos
21. dato dalla rotazione della seconda trave a mensola dovuto al momento M FL calcolata come TON POT El Da cui 2 2 1 In conclusione si che la freccia statica totale sar pari 94 ypi L Tot YP1 2 pre Era Il valore di apertura della pinza per il quale possiamo ritenere compromessa la presa sul cono noto e pari a As mm cio il diametro del cono d attacco calcolato sul piano della pinza Sono noti anche il modulo d elasticit la sezione d inerzia e le lunghezze delle travi Perci siamo in grado di definire il valore della forza necessaria ad allargare la pinza quanto basta per perdere l utensile semplicemente andando ad introdurre nella formula appena ricavata As 2 2 Ovvero As 2 j RE rra o BU Tale modello potr essere utilizzato in futuro confrontandolo con i valori dati dalla modellazione ad elementi finiti Sar necessario infatti ricavare da questo la sezione d inerzia e il modulo di elasticit equivalente 5 2 2 PRESSIONI DI CONTATTO Calcolata la forza di apertura critica si passa al valore delle pressioni che si scaricano sul superficie di tenuta della pinza dati dalle inerzie dell utensile In questo caso si proceduto sovrapporre gli effetti della forza centrifuga e del momento da essa generato Si sono poste le ipotesi che gli elementi siano infinitamente rigidi e che il cono sia perfettamente in sede all interno della
22. 2 pn gi render compose mio porosi nre ue e cn mo To omes a 3 ex ooo uow wes sot 462 aos arz azo RETE Ede Caa zu mi CF c Massa Kg Aspetto superficiale uw II O 23 Mp 21 05 11 Fig 6 4 tavola del montaggio del lamierino profilato Chiaramente una soluzione del genere risulter pi rigida del sistema integrato in Nylon ma per una prima verifica direttamente sul magazzino pu essere significativa Questo test stato fatto insieme ad altre verifiche su un magazzino di un cliente che presentava un comportamento anomalo a causa di oscillazioni eccessive Il magazzino stato attrezzato con degli appositi dispositivi atti a simulare le dinamiche proprie dei reali utensili Questi dispositivi non sono altro che dei cilindri in acciaio pieno collegati a dei coni d attacco HSK63E Fig 6 5 magazzino attrezzato con gli utensili simulati Fig 6 6 dispositivo installato Il peso totale dell attrezzaggio di circa 170 kg dato da 13conix5 7 kg e 10conix8 5 kg e 1 12 4 kg con baricentro 165 mm rispetto il piano di afferraggio pinza Rispecchia una situazione tipica di esercizio Chiaramente l utensile che risulter maggiormente instabile sar quello con massa di 12 kg avendo una posizione baricentrica n
23. 3 4 021 192 01 Displacement Mag WCS rnm Deformed Max Disp 5 I9I9E OO Scale l OOOOE OO Loadset LoadSetl ASSIEME tenu e n Windowl Contatto_6 Contatto_6 Fig 5 73 simulazione degli spostamenti del modello modificato con bordo integrato Innanzitutto possiamo notare come il bordo posteriore del cono ovvero quello preso come riferimento nelle prove sperimentali si sposta verso il basso in maniera nettamente minore rispetto ai circa 2 mm della pinza originale si ha uno spostamento di circa soli 0 3 mm Questo proprio grazie all ostacolo fornito tramite il bordo integrato Inoltre dato ancora pi significativo possiamo notare una riduzione considerevole dell innalzamento della parte frontale del cono passando dai 6 339 mm iniziali ai soli 3 192 mm ovvero una riduzione di circa il 5096 Bisogna ora capire come questi ottimi risultati sono stati ottenuti e per farlo passiamo ad analizzare la distribuzione delle pressioni sulle superfici di contatto 130 Contact Pressure WCS 3 c 2 omponents and Layers 75 1 7 500e 01 ASSIEME gt 000e 01 3 1 2 500e 01 Li ESME Windowl Contatto_6 Contatto_6 Fig 5 74 andamento delle pressioni di contatto sulla pinza modificata 1 3 791 02 1 BD Windowl Contatto_6 Contatto
24. T S mi SS 3 2 BN a l 57 5 0 1 LARGH 18 UTILE Fig 5 39 tavola quotata della pinza in Nylon 108 Su queste superfici si posto un contatto ovvero un vincolo monolatero che prevede perci la reazione tra i corpi solo in compressione permettendone un eventuale allontanamento Riducendo l interazione a queste sole superfici oltre a studiare una sola met del gruppo per le palesi propriet di simmetria si pu semplificare il corpo in alluminio ad un profilo che ricalchi quello della pinza in quelle zone di contatto Infatti l elemento critico del sistema e oggetto dell analisi la sola pinza plastica avendo la pinza in alluminio uno scopo strutturale e d irrigidimento Le propriet di cedevolezza e tenuta sono date in percentuale nettamente maggiore dall elemento plastico Tale elemento profilato verr poi vincolato al sistema di riferimento globale eliminandone tutti i gradi di libert Fig 5 40 immagine del modello semplificato Altra interazione fondamentale per la dinamica della deformazione quella tra la pinza in Ertalon e la spina di fissaggio Anche in questo caso si convenuto ad introdurre un contatto tra la superficie interna del foro e la spina e vincolare completamente quest ultima Per simulare la simmetria sono stati attivati gli stessi vincoli utilizzati per la simulazione per la taratura del modulo elastico Infine stato introdotto un ultimo vincolo sulla pinza atto a blo
25. al peso stato effettuato tramite due sistemi catena bullone inseriti in dei fori realizzati nella pinza Tramite un calibro a corsoio elettronico digitale stata misurata l apertura della pinza scarica e l apertura una volta applicato il carico misurando in corrispondenza di un riscontro appositamente realizzato per permettere la misurazione della distanza tra gli stessi punti Lo 49 83 T T L 59 40 mm 22 p A a Mf Sy 2 ace gt F 2d L NI IT L 1 Delta 9 57 Nem N __ N bn N Ne 6 da Fig 5 33 schema di applicazione del carico questo punto si passati alla simulazione con Pro Mechanica Per semplicit si operato su una sola meta della pinza in quanto simmetrica andando a simulare un carico applicato di 100 N tale valore doppio rispetto a quello realmente usato nella prova sperimentale sar poi utilizzato per tutte le future analisi Per tal motivo s ipotizza un comportamento lineare della pinza il che permette di ottenere valori equivalenti semplicemente raddoppiando i valori sperimentali Il modello stato poi caratterizzato con i valori meccanici del materiale presi dal catalogo del produttore Su questa met del modello tridimensionale stato realizzato il foro come sulla pinza reale stessa dimensione e stessa posizione sul quale applicare il carico in modo da avere una perfetta identit delle condizioni delle due pro
26. dettaglio fotocellula e soffiatore del magazzino 57 3 2 6 UTENSILI Come visto il magazzino predisposto ad accogliere utensili con cono d attacco HSK63E e HSK63F normati secondo la normativa DIN 69893 Qui di seguito vengono riportati da normativa 1 principali parametri costruttivi e quote e Costruiti in acciaio da cementazione legato Cementati con profondit 0 4 0 5 mm e Temprati e rinvenuti e Durezza 58 2 resistenza 800 1000 N mm2 e Bruniti e Finitura di rettifica interna esterna e nelle filettature delle ghiere chiudipinza e Collaudati 100 con strumenti di misura certificati d10 Fig 3 19 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 1 Quota mm Quota mm Quota mm D1 63 D7 7 F2 42 D2 48 D8 34 F3 18 D4 53 D10 37 L1 32 D6 26 L2 3 Tabella 3 6 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 1 58 Fig 3 20 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 2 HSK 11 12 D A D B 0 007 0 03 63E 6 03 14 07 48 46 53 0 0011 0 06 0 006 0 03 63F 5 11 38 36 9 0 009 0 07 Tabella 3 7 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 2 La normativa va a definire sia il profilo del cono a lato elettromandrino per standardizzare il meccanismo di collegamento con la presa del moto sia quello a lato utensile in modo da definire gli ingombri Proprio su questa costante o regola di progetto se vista nel contesto di progettazione modulare
27. si andati ad applicare una forza con direzione giacente sul piano della pinza senza cosi generare alcuna rotazione del cono rispetto il gruppo d afferraggio Tramite dinamometro si andati a rilevare il valore massimo applicato ripetendo la rilevazione per 10 volte in modo da ottenere il risultato il pi attendibile possibile 88 Em Fig 5 12 dispositivo di presa sul cono Fig 5 13 fase di applicazione della forza d estrazione Nella tabella seguente sono riportati i risultati ottenuti Prova I II III IV V VI VII VIII IX X N 262 266 262 266 274 282 267 250 250 230 Tabella 5 4 rilevazioni sperimentali della forza d estrazione Forza Media Deviazione IN standard 260 9 13 79 Tabella 5 5 risultati test d estrazione Possiamo notare come la il valore medio di estrazione sia nettamente inferiore rispetto alla forza centrifuga generata dagli utensili limite 94 117 N il che significa che il gruppo afferraggio effettivamente dimensionato correttamente a 2500 rpm Inoltre risulta essere teoricamente adeguato anche al regime massimo di 5000 rpm 194 240 sebbene il margine di sicurezza sia ridotto a circa 20 N MOMENTO LIMITE N Giunti a questo punto si passati alla determinazione del valore minimo del momento applicato alla pinza necessario per ottenere il fenomeno del cavatappi Per prima cosa stato necessario definire un parametro univoco per il quale si possa decretare l inizio del fenomeno
28. unit di housing offre soluzioni di processo e servizi per l edilizia in legno porte serramenti scale sedie tavoli pavimenti tetti pareti arredamenti per la nautica Quest unit produce anche i centri di lavoro SCM destinati alla produzione di porte infissi elementi di legno massello e in generale a tutte quelle lavorazioni che richiedono grosse asportazioni di materiale quali fresatura foratura e alesatura L offerta SCM per questa tipologia di macchina utensile costituita da 5 differenti modelli della famiglia Accord 1 2 1 ACCORD 10 FX Questo centro di lavoro high tech la proposta entry level SCM per la produzione di porte dotata di gruppi operatori fino a 5 assi interpolanti capace di eseguire grosse asportazioni indicata specialmente agli artigiani e alle piccole e medie imprese che necessitano di flessibilit Fig 1 4 Accord 10 FX 18 Area piano di lavoro a barre Area di lavoro X Area di lavoro Y Passaggio pezzo ASSI Velocit vettoriale assi X Y Elettro mandrino Potenza elettromandrino 5 assi Rotazione max Magazzino utensili posteriore Magazzino utensili laterale Testa di foratura Mandrini indipendenti Potenza Rotazione Installazione Peso macchina m min kW g min n posti n posti N kW g min Kg Tabella 1 1 specifiche tecniche Accord 10 FX 3050 5200 1380 170 85 11 18 000 16 10 18 3 2000 6000 3800 4300 La struttu
29. 2 UTENZE G1 8 BRACCIO CUT LAVORATO e e e N H H H e e e N EE H ASSIEME CATENA CAMBIO UTENSILE MONTAGGIO 160 D O DADO M24 6S UNI 5589 ES BASSO ROSETTA 6 4X10X0 7 H1 2 SICUREZ A ROSETTA 8 4X13X0 8 H1 4 SICUREZ 5 VITE M10 X 16 8 8 UNI 5739 gt mM VITE M5 X 14 8 8 UNI 9327 TC RIBAS RB I UJ VITE M8 X 20 12 9 UNI 5931 TCEI TF VITE M6 X 30 12 9 UNI 5931 TCEI GUIDA X PATTINO SF 1675 204 31 PATTINO RIC SF 1671 214 20 STAR CAVO CABL M8 3P FEM 15 0MT MOLLA ELI CIL DF 7 5 0 47 LL 48 5 BLOCCHETTO PORTA MICRO GUIDA MOLLA GUIDA CUSCINETTI CATENA ORIZ GUIDA INFERIORE CUSCINETTI CURVA RIGHETTA SUPPORTO CUSCINETTI CUT GUIDA INF CUSCINETTI LATO PIGNONE GUIDA CUSCINETTI CATENA PIGNONE STAFFA 70X50 SP 5 FISSAGGIO MICRO PIATTO SP 2MM TARATURA C UT 48 POS TELAIO CUT A CATENA V2 LAVORATO FINECORSA PROXIMITI INDUTTIVA PB e e e e NN AA re QQ 5 A PB e e e e N N AA e QQ 5 A ASSIEME MOTORIZZAZIONE CATENA MONTAGGIO oO O Oo O ROSETTA 6 4X10X0 7 H1 2 SICUREZZA W ROSETTA 8 4X13X0 8 H1 4 SICUREZZA 5 78 ROSETTA 12 5 X 35 0 X 5 BRUN VITE M6 X 16 8 8 UNI 9327 TC RIBAS VITE M8 X 25 12 9 UNI 5931 TCEI TF VITE M12 X 30 8 8 UNI 5931 TCEI TF VITE M8 X 30 12 9 UNI 5931 TCEI TF CUSC RAD RIG 1C SFERE 35X72X17 CALETTATORE 32X60 TLK131 TOLLOK SMOT 3 5NM 5000RPM BR TC 100 3 5 PIGNONE Z 10 CAT PI
30. 4 1 schema logico delle funzioni 71 A questo punto partendo dalla distinta del magazzino si cercato di associare tutti gli elementi a una o pi funzioni Nel caso in cui il componente possa essere ricondotto a una sola funzione l intero costo andr a pesare su quella funzione Nel caso in cui cooperasse a pi funzioni 51 render necessaria una specifica valutazione per ottenere la percentuale di costo relativa a ciascun funzione Per esempio il carter mobile necessario sia per la protezione degli utensili sia per permettere al mandrino di afferrare depositare l utensile ovvero in posizione aperta genera un interfaccia tra magazzino e ambiente esterno che resterebbero altrimenti separati In questo caso si valutata una perfetta equipartizione del costo 50 e 50 90 del costo del motore stato destinato alla funzione di allineamento poich il suo prezzo dato dalle sue caratteristiche tecniche atte a garantirne il controllo e riferimento Per movimentare il magazzino sarebbe necessario un semplice motore sincrono trifase non brushless con encoder assoluto L analisi funzionale che si sta effettuando relativa ai costi perci verranno correttamente spartiti tra le varie funzioni non solo i costi dei singoli componenti ma anche i vari costi di montaggio Per far ci ci si baser sui relativi tempi di montaggio costi Suddivisone costi 2 4 D o0 0 i DO i
31. 40 fx al manipolatore e al piano automatico questa cella 28 di lavoro pu arrivare a produrre 27 finestre per turno Chiaramente anche il livello d investimento richiesto aumenta fino ai 350 000 Euro Livello Prodotti Produttivit Impiego d investimento Fino a 27 Porte e finestre 350 000 2 turno giorno finestre turno Tabella 1 9 mercato obiettivo Accord WD 29 CAPITOLO SECONDO 2 ANALISI CONCETTUALE L attivit di questa tesi s inserisce all interno di un programma di sviluppo riguardante il centro di lavoro Accord 20 fx che l azienda ha ritenuto opportuno avviare per poter occupare una fascia di mercato nuova In particolare l attenzione stata focalizzata sulla dotazione di magazzini utensili offerta valutando la possibilit di modificarne le specifiche con lo scopo di ottenere un prodotto performante Il management aziendale per questo particolare tipo di attivit prevede un modello di sviluppo che partendo dai bisogni dei clienti e dall analisi della propria offerta e di quella dei principali concorrenti va a definire le specifiche prodotto e relativo Business Plan fino all approvazione del progetto mantenendo un approccio obiettivo e sistematico Questa tesi si interesser dello sviluppo del solo magazzino utensili pur partendo dal contesto generale in cui l intero centro di lavoro si colloca 2 1 BISOGNI DEL CLIENTE Nella fase iniziale sono stati raccolti attraverso un analisi di mercato e
32. 56 58 60 60 56 59 1 49 51 52 50 53 55 55 49 50 50 51 4 45 40 45 44 44 44 42 46 41 41 43 5 ES 69 74 74 73 70 2 2 67 74 69 71 EXE Tabella 5 6 valori di forza rilevati al variare del braccio 2 24 2 37 1 87 2 15 1 80 9 30 10 70 11 82 12 85 13 05 Il momento limite medio sar quindi pari a 10 802 Nm In questo caso riscontriamo un sottodimensionamento del gruppo pinza anche rispetto agli utensili limite in quanto essi 91 vanno a generare a 2500 rpm dei momenti di 15 42 Nm e 12 85 Nm cio superiori al valore appena trovato Questo sottodimensionamento nasce da una valutazione soggettiva dell abbassamento limite di 2 mm Ci significa che nella realt con gli utensili considerati limite avremo un movimento relativo superiore a quello ritenuto ammissibile nelle prove sperimentali Ecco perch allo stato attuale delle cose impensabile portare a 5000 rpm il regime la pinza dovrebbe resistere a valori di momento di 32 00 Nm e 26 66 Nm assolutamente non gestibili Per verificare che l usura data dal effetto cavatappi vada effettivamente a compromettere la tenuta a resistenza sono state ripetute le prove su una pinza installata su un magazzino funzionante e per questo usurata Di seguito i risultati Forza N Media Braccio Dev Momento I II IV V VI VII VII IX X mm Std Nm 50 125 124 124 128 126 126 126 129 129 131 1268 223 6 34 100 04 87 85 85 86 84 86 86 87 85 85 5 1 03 8 55 150 66 62 66 68 66 6
33. 804 BOSCH X PIATTO 15x200mm SPz17mm X PIASTRA 75x640SP 5mm ON OFF CARTER MOBILE CUT 48 0 50 0 50 PIATTO 56X195X SP 12MM CARTER CARTER FISSAGGIO ON OFF CUT48 CARTER LATO MOT CATENA PREL DIR CARTER OPPOSTO MOT CATENA ASSIEME FOTOCELLULA 74 MONTAGGIO 10 DADO 65 UNI 5588 ES NORM 2 DADO MA 65 UNI 5589 ES BASSO BRUN 2 X VITE MA X 20 10 9 UNI 5933 T 2 X VITE TBEI TF 1507380 20MM 10 9 2 X FOTOCEL LETT DIRETTA 1 X RIPARTITORE G1 8 4VIE PNEUMA 1 X RAC RAP L G1 8 EA M CAMOZZ 1 X RAC OG DIR G1 8 E4 M F PNEUMA 2 X TAPPO G1 8 M 10718PN PNEUMA 1 X PIASTRA SP1 5 SUPPORTO FOTOCEL 1 X TUBO 4X2X100MM SOFFIO 2 KIT CAMBIO UTENSILE RAPID 48 CDL 1 0 50 0 50 BOX 8IN OUT CAN CANIOES V8IO ES 1 0 67 0 33 AZIONAMENTO KEB10F5ABD3AEA 1 CAVI POTENZA SEGNALE 15 m 1 Tabella 4 1 suddivisione dei costi in funzioni In questa maniera otteniamo la suddivisione del costo totale del magazzino utensili 4912 69 Euro nelle varie funzioni e il peso percentuale di ciascuna Allinearsi con il mandrino Afferrare Rilasciare Movimentare Garantire nel tempo l integrit degli utensili Tabella 4 2 quadro riassuntivo dei costi delle singole funzioni Come si pu notare da questo quadro finale riassuntivo la funzione nettamente pi influente quella di movimentazione XXXX XX Euro 59 1 in quanto comprende tutto il gruppo trasmissione e tutto l insieme catena In essa ricade anche parte del cost
34. Gruppo telaio portante Gruppo motorizzazione Gruppo catena e Gruppo carter di protezione e Gruppo fotocellula 3 2 1 GRUPPO TELAIO PORTANTE Questo gruppo comprende il telaio portante del dispositivo sul quale vengono installati tutti gli altri gruppi e prevede un braccio di collegamento con il portale mobile della macchina Sono presenti inoltre le guide sulle quali andranno a scorrere i cuscinetti della catena e delle righette di trattenimento per gli stessi fornendo cosi una sede adeguata alla catena portautensili Per effettuare il pretensionamento della catena stato predisposto un sistema con slitta rotaia e molla di contrasto sul quale viene montato il gruppo motorizzazione con questa soluzione il pignone in grado di traslare recuperando i giochi e mantenendo la tensione della catena durante le fasi di esercizio La molla di contrasto offre un carico massimo di 1800 N z k x Fig 3 4 telaio portante con guide cuscinetti Fig 3 5 molla di contrasto per tensionamento catena 53 3 2 2 GRUPPO MOTORIZZAZIONE La movimentazione garantita da un sistema costituito da un motore brushless a encoder assoluto e riduttore epicicloidale a due stadi Qui di seguito le rispettive specifiche Fig 3 6 motore e riduttore Fig 3 7 pignone profilato per alloggiamento cuscinetti della catena Servomotore MPC TC100 Riduttore epicicloidale LC120 Peso 3 90 Rapporto di trasmissione 1 70 Velocit nomin
35. Valori manageriali Responsabilit sociale Fig 2 5 schema sviluppo analisi SWOT 2 3 1 FASI L analisi SWOT in pratica si attua attraverso un processo che vede in sostanza tre fasi e L individuazione delle Opportunit e Individuazione e valutazione delle opportunit pi promettenti e Lavalutazione delle potenzialit interne all azienda FASE 1 INDIVIDUARE LE OPPORTUNIT L individuazione delle opportunit avviene attraverso degli strumenti di analisi osservazione Ecco di seguito alcuni tra i pi efficaci e Monitoraggio delle tendenze del mercato trend il metodo pi tradizionale Visitare fiere internazionali aggiornarsi con siti come Trendwatching com Springwise Josh Spear com leggere pubblicazioni di settore fare ricerche di mercato ad hoc ecc Questo strumento presenta per 3 difficolt essenziali 37 e deve essere tempestivo Non si pu applicare un trend gi vecchio altrimenti il rischio d insuccesso alto e il monitoraggio deve essere abbastanza ampio e deve tenere conto delle caratteristiche peculiari che compongono l ambiente esterno in cui si opera e sulle possibili conseguenze di coerenza su posizionamento e immagine dell azienda e bisogna essere attenti ai segnali deboli ossia quelle tendenze ancora sotto traccia che possono per far pensare a uno sviluppo pi evidente in un prossimo futuro Ad esempio si percepisce una crescente importanza del tema ambientale
36. X e circa 395 mm interasse coni in direzione Y L inversione dei rami della catena data in un lato dal pignone motore e nell altro dal tratto circolare delle guide ottenuto direttamente sul telaio portante Fig 3 9 catena porta utensili al cad Fig 3 10 dettaglio della postazione di prelievo della catena porta utensili Il modulo base costituito da e 1 maglia gruppo pinza e 1 maglia neutra e 2perni L264 mm 6 mm e 4cuscinetti radiali a sfere 10x30x9 mm e 4astucciarullini 10x14x12 mm e 8rosette 10x16x0 5 Fig 3 11 modulo base 55 Essendo il passo della catena di 52 mm gli assi di due coni successivi si troveranno a una distanza di 104 mm Il modulo base svolge entrambe le funzioni di afferraggio e di movimentazione dell utensile infatti i cuscinetti radiali nel moto di trascinamento dato dal pignone rotolando sulle guide si comportano come ruote di un carrello Inoltre i 2 cuscinetti inferiori svolgono la funzione di supporto assiale strisciando con l anello esterno su un dentino di riscontro della struttura La maglia gruppo pinza composta a sua volta da un corpo strutturale in lega d alluminio Anticorodal 100 6082 sul quale si va ad inserire una pinza in tecnopolimero Ertalon 66 GF30 nylon rinforzato con 30 di fibre di vetro Il fissaggio dei due componenti avviene tramite due perni Queste pinze sono compatibili con coni d attacco utensili HSK63E e HSK63F a tali elementi vengono co
37. andasse ad impattare sulla struttura in alluminio Se ci fosse accaduto si sarebbe dovuto riscontrare un incremento notevole della rigidezza A questo punto stata preparata una simulazione in ambiente software in cui il gruppo stato sollecitato con una forza incrementale da 0 N fino a 100 N a passi di 10 N In contemporanea stato misurato lo spostamento dello stesso punto valutato per le prove sperimentali ottenendo questo andamento Spostamento m m ad Increment load Increme ASSIEME Window1 Contatto 3 Contatto 3 o cm 4 al o Un 0 10 4 2 0 50 0 60 Load Increment Spostamento Fig 5 43 legame spostamento forza ottenuto dalla simulazione Confrontando i valori ottenuti da questa analisi e dalle prove sperimentali notiamo un effettivo riscontro tra i dati il che significa che il modello realizzato rispecchia con ottima approssimazione il comportamento reale del sistema di afferraggio utensile RISULTATI DEL MODELLO FEM All inizio di questo paragrafo si era detto che ci si aspettava una rigidezza del sistema nettamente piu elevata rispetto a quella offerta dalla sola pinza in tecno polimero Questa previsione viene confermata dai risultati Infatti soffermandoci sulla simulazione eseguita a 111 100 N vediamo come lo spostamento del punto di riferimento sia di 1 812 mm mentre per la sola pinza si arrivava addirittura a 19 14 mm Displacement M
38. cambio utensile in t mascherato Magazzino utensili posteriore Magazzino utensili laterale BRC Potenza Rotazione max Elettromandrino supplementare 3 assi Potenza Magazzino utensili on board Testa di foratura Mandrini indipendenti Potenza Rotazione Installazione Peso macchina Prodotti Porte e finestre d investimento Tabella 1 8 mercato obiettivo Accord 40 Fx g min n posti n posti n posti kW g min kW n posti N kW g min Kg Tabella 1 7 specifiche tecniche Accord 40 FX Produttivit finestre turno 24 000 12 16 24 48 8 10 12 18 000 8 5 14 50 3 2000 8000 6000 9000 Impiego 2 turno giorno Fig 1 15 magazzino utensili a catena a 48 posizioni Fig 1 16 manipolatore per cambio utensile Mach 5 1 2 5 ACCORD WD Fig 1 17 Accord WD L Accord WD una variante del modello precedente dotato di un piano di carico e scarico automatico tale caratteristica lo colloca nella famiglia delle celle di lavoro Permette di produrre sia per lotti che per singole unit senza interrompere il ciclo e avanzando alla massima velocit Tuttavia pu essere utilizzato anche con carico manuale diventando un vero e proprio centro di lavoro stand alone per questo pu essere definito come modello di congiunzione tra le due categorie di macchine UT Grazie alla completa dotazione di unit di lavoro uguale a quella dell Accord
39. della pinza Questa rotazione indesiderata a sua volta permessa dal comportamento eccessivamente cedevole della pinza le forze inerziali del cono si scaricano sulle superfici coniche della pinza che essendo inclinate generano una componente diretta radialmente alla pinza che la vanno a deformare allargandola Da qui la rotazione e il rischio di caduta dell utensile Una prima ipotesi operativa potrebbe essere quella di incrementare la rigidezza della pinza andando a limitarne la deformazione Si potrebbe pensare quindi ad una struttura piu robusta o all impiego di un materiale meno cedevole Tuttavia entrambe le strade non possono essere percorse in quanto una rigidezza maggiore comporterebbe l applicazione di una forza maggiore da parte dell elettromandrino in fase di cambio utensile Ci innescherebbe una serie di modifiche e verifiche sull intero sistema di cambio utensile e relativa gestione di tutti i centri di lavoro su cui vengono montati questi magazzini La strada percorribile quella di andare a limitare le pressioni di contatto sulle superfici coniche in quanto sono queste a generare le sollecitazioni che aprono la pinza per assurdo la strada percorsa fin ora in quanto questa riduzione stata effettuata riducendo la velocit di rotazione del magazzino e di conseguenza delle azioni inerziali Operativamente si pu pensare ad una soluzione in cui le pressioni si scaricano pi uniformemente e soprattutto su superfici che
40. della pressione sinusoidale rispetto l angolo 0 calcolato a partire dall asse della pinza cio p 0 P cos0 Fig 5 28 angoli d abbraccio della pinza Fig 5 29 andamento delle pressioni sulla sede della pinza 98 Dal momento che la pinza non abbraccia completamente il cono ma solo su un determinato arco dovremmo ipotizzare due ampiezze diverse per la zona anteriore e posteriore 0 cos 0 50 Impostiamo il bilancio delle forze verticali e dei momenti ricordando che stiamo ragionando per unit di sezione grazie all ipotesi di una distribuzione costante sulla sezione a 90 a 90 90 B 2 0 cos 0 d0 0 cos do 2 90 dove a 23 39 116 42 Risolvendo il sistema otteniamo 1 sina 1 sin 90 90 cos 0 40 cos 0 do 2R x Procediamo integrando per parti gli integrali cos 20 f cos cos d sin 9 cos 0 f sin sin d sin 9 cos 01 01 01 01 01 sin 0 d0 sin cos 016 1 cos 8 40 sin 9 cos 0162 5 cos 0 40 07 2 cos 0 40 0 04 sin cos 016 01 02 05 04 sin 9 cos cos 0 40 e 01 Inseriamo questo risultato nel sistema 90 cos 0 d0 A 0 798 cos 0 40 A 0 063 90 1 sin f pQ P CP 5 782P 1 1 sina Mj 2R2
41. di prototipo il raggiungimento di 3500 rpm risulta essere soddisfacente e potenzialmente ulteriormente incrementabile L aumento delle prestazioni interesser anche il magazzino a catena a 32 posizioni che raggiunger velocit di catena di 7 94 rpm Questo valore confrontato con i del magazzino a 21 posizioni della concorrenza rappresenterebbe un fattore di eccellenza che farebbe emergere la soluzione SCM tra le varie offerte TEST DI VALUTAZIONE RISULTATI Come accennato sono necessari dei test che vadano effettivamente a dare un riscontro ai risultati ottenuti dall analisi sperimentale e FEM Ottenere un esemplare di pinza con bordo integrato in Ertalon avrebbe richiesto la modifica dello stampo o la richiesta ai fornitori di una produzione partendo dal pieno Le tempistiche necessarie ad entrambe le possibilit sono risultate incompatibili con i tempi disponibili per questa tesi perci si optato per dei test su una soluzione pi velocemente realizzabile Il profilo del bordino stato riprodotto su una lamiera in acciaio mostrata nella tavola seguente e installato sulla pinza tramite dei distanziali inseriti nei fori dei perni dell elemento plastico all LL gt L LJ CL un Cx COMPONENTE BRUNITO Fig 6 3 tavola quotata del lamierino 139 ERE DISTANZIALE j PREVED ron r settore D Legge
42. drico da TOON ibra 106 tavola quotata della pinza in alluminio eese neret 107 tavola quotata della pinza in NylIOTf sg ance 107 immagine del modello empliI qbO3 sani 108 modello semplificato vincolato e caricato eese eene nnne nnne nnns 109 andamento rilevato della forza in funzione dello spostamento 109 legame spostamento forza ottenuto dalla simulazione 110 spostamenti indotti ottenuti dall analisi 111 Fig 5 44 Fig 5 45 zone di massima concentrazione delle pressioni di contatto 111 Fig 5 46 andamento delle pressioni sulle superfici di contatto 112 Fie b 47 dIMensioniFelalivea aaa ea 112 Fig 5 48 andamento della tensione equivalente 1 113 Fig 5 49 andamento della tensione equivalente 2 113 Fig 5 50 andamento delle tensioni oy nella sezione di simmetria 114 Fig 5 51 andamento delle tensioni Oxx in corrispondenza del perno 115 Fig 5 52 andamento delle tensioni in corrispondenza del cono 115 Fig 5 53 modello di simulazione dell effetto cavatappi con vincoli sulle superfici coniche e la CODDIA
43. ibisogni espliciti dei clienti e ibisogni latenti dei clienti e ibisogni indotti che nascono dopo la messa sul mercato di un prodotto nuovo Tali bisogni devono essere necessariamente individuati nelle dichiarazioni dei clienti e ripuliti svincolati dalle soluzioni tecniche con cui spesso vengono espressi es necessit di un autovettura piu performante in termine di velocit e utilizzo di un motore piu potente Per quanto riguarda i magazzini utensili a servizio di centri di lavoro i clienti del mondo housing hanno indicato i seguenti bisogni e affidabilit dei componenti rari fermi macchina e flessibilit produttiva in termini di velocit di set up del magazzino ovvero avere tempi di riattrezzaggio ridotti e limitare gli ingombri in macchina si vuole mantenere compatta la macchina essendo 30 di fascia media e estetica del dispositivo e flessibilit produttiva in termini di capacit in N utensili l Accord 20 fx appartiene al mondo dell housing massello in cui le lavorazioni eseguite e di conseguenza anche gli utensili utilizzati sono varie Nel mondo del pannello invece questa necessit meno sentita limitandosi a lavorazioni di foratura e profilatura e produttivit in termini di velocit di posizionamento del cono in fase di cambio utensile e campo di utilizzo in termini di tipologia e variet di utensili immagazzinabili si passa dalle punte di foratura alle frese con profilo pi o meno
44. idea banale se non insufficiente ad annullare l effetto cavatappi Tuttavia l analisi delle sollecitazioni ha permesso di comprendere come esso vada a ridurre le cause di apertura della pinza ovvero le pressioni di contatto sulle superfici coniche inclinate sede del cono d attacco In pi dobbiamo ricordare come sia perfettamente compatibile con ogni modulo del magazzino e con tutti gli utensili per le lavorazioni svolte dai centri di lavoro Unico aspetto negativo dell applicazione di questo bordo integrato la necessit di modificare lo stampo per l iniezione del materiale termoplastico L investimento necessario sar per ripagato dal grande numero degli esemplari che verranno prodotti 137 L impiego dell analisi agli elementi finiti accompagnata da modelli analitici ha permesso di comprendere il comportamento di un sistema a primo acchito di difficile comprensione in quanto aspetti come contatti e attriti entrano in gioco prepotentemente In particolare il software risolutore seppure limitato all analisi di piccoli spostamenti si rivelato uno strumento efficace e fondamentale per l ottenimento delle distribuzioni di pressione e degli spostamenti ovvero di tutti quei dati necessari per le valutazioni del caso L analisi FEM ha dimostrato come l introduzione dellappendice possa dimezzare gli spostamenti del cono Facendo delle analisi approssimative che necessiteranno poi di una convalida pi approfondita per esempio con tes
45. in curvatura considerando per ora un moto uniforme Chiaramente nel tratto rettilineo la velocit degli utensili coincider con quella della catena Veat pig 37 76 m min 0 629 m s b ag i 88 70 m min 1478 m s but Acentr T 2 11 057 m s Vat C 7 56 catena M 48 Los dulo base Fig 3 24 schema interassi e velocit 63 Fig 3 25 modello semplificato Possiamo modellare le dinamiche del magazzino con quelle che si ottengono da una massa traslante su un piano con attrito Come valore prenderemo 300 kg ovvero la massa massima trasportabile dal magazzino e come forza d attrito 350 N valore riscontrato sperimentalmente Andiamo a ricavare il momento d inerzia totale ridotto all asse motore sapendo che il rendimento del riduttore 7 0 9 Jmotore Jmagazzino Jpignone 0 000148 kg Jria 0 000310 kg m Per ridurre il momento d inerzia del sistema traslante all asse motore andiamo ad impostare in bilancio dei momenti uo Dpignone n Dpignone Dpignone Imagazzino _pign 555 72 Da cui 2 _ Dpignone Imagazzino pign 7 M 2 Riducendo motore otteniamo 0 000482 kg D 2 _ magazzino pign _ pignone Imagazzino 2 T 2T Nello stesso modo andiamo a ridurre il momento d inerzia del pignone Jpignone p 0 0646 kg u Jpignone __ 2 Jpign
46. kg in funzione della posizione baricentrica Massa massima di utensile con riferimento testina 15 kg Massa totale massima su magazzino 300 kg Diametro mm 375 Dimensioni massima utensile Lunghezza 320 mm l l HSK F 63 Tipologia attacchi utensile HSK E 63 l l P HSK F 63 Tipologia attacchi testine a riferimento angolare HSK E 63 Motore Brushless a encoder assoluto 1000W Movimentazione catena 3 5Nm Riduttore epicicloidale a 2 stadi R 1 70 Tempo di ciclo 5 da pos 1 a 2 0 39 per centri di lavoro 2500 rpm pos 1a 10 3 04 motore da pos 24 7 66 da pos 1 2 0 59 Tempo di ciclo 5 da pos 1 a 10 5 per celle di lavoro 1500 rpm motore da pos 1 a 24 12 71 Tipo di pinza in tecnopolimero Carter in tecnopolimero per la protezione dei coni Fotocellula di lettura presenza utensile in posizione di prelievo Snodo maglie catena con perni su cuscinetti a rullini Tabella 3 3 specifiche tecniche del magazzino 1 I valori indicati si riferiscono al caso di celle di lavoro per il massello che richiedono utensili notevolmente pesanti La velocit di rotazione perci ridotta a 1500 rpm Qualora le masse utensili siano inferiori lavorazione pannello ipotizzabile un incremento di tali dinamiche 52 Entrando pi nello specifico possiamo scomporre la struttura del magazzino a catena in questi cinque macro gruppi e
47. lavoro automatico Si tratta di un centro di lavoro che incrementa notevolmente le prestazioni del modello precedente passando a una produttivit di 18 finestre per turno di lavoro di 8 ore Questo incremento prestazionale ottenuto grazie all importante dotazione e un unit di fresatura principale a 5 assi e un unit di lavoro aggregata BRC con asse Z indipendente da quello del gruppo principale per le lavorazioni accessorie di taglio fresatura e foratura sia verticale che orizzontale senza necessit di cambio utensile e una testa di foratura che a seconda delle esigenze del cliente pu avere dai 14 a 50 mandrini indipendenti e un gruppo lama integrato con rotazione 0 90 25 e unit di fresatura supplementare da 8 5 kW dotato di magazzino utensili dedicato da 6 posizioni Essendo destinato a lavorazioni a elevata produttivit d infissi e su legno massello dotato anch esso di struttura mobile di tipo gantry portale Fig 1 13 magazzino utensili rotativo supplementare Fig 1 12 testa a forare con lama integrata Rapid 6 Area piano di lavoro a barre Area di lavoro X mm 3050 6360 Area di lavoro Y mm 1380 1905 Passaggio pezzo mm 250 Assi Velocit vettoriale assi X Y m min 90 Elettro mandrino Potenza elettromandrino 5 assi kW 11 Rotazione max g min 24 000 Potenza elettromandrino 3 4 assi kW 8 5 12 13 Rotazione max g min 24 000 Magazzino utensili on board per cambio utensile in n posti 12
48. pinza ovvero che le sole zone di contatto siano quelle visualizzate in verde nell immagine seguente Ricordiamo che stiamo ragionando solo su mezza struttura essendo simmetrica Di conseguenza l apertura della pinza si divider equamente tra i due rami M riportato zm EB b baricentro Fientrifuga Asse X 4 b _ _ _ _ _ _ XL baricentrico Fig 5 22 schema azioni inerziali sull utensile FORZA D INERZIA 95 e im Fig 5 23 superfici di contatto tra cono La forza d inerzia tende ad estrarre l utensile perci le uniche superfici sollecitate saranno quelle visualizzate in verde nello schema seguente sia quella superiore che quella inferiore sulle quali si scaricher una forza pari alla met di F essendo la struttura simmetrica La reazione su queste sezioni resistenti sar chiaramente perpendicolare ad esse e quindi in direzione radiale la componente x va ad annullare la forza inerziale mentre quella y tender ad aprire la pinza Fig 5 24 superfici sollecitate dall azione della forza d inerzia Fig 5 25 componenti della pressione per unit di sezione 96 Ragionando in termini di pressione per unit di sezione introduciamo 0 da cui il bilancio Fi ps ROR sin 4 0 Come raggio viene preso quello alla sezione media della superficie 30 21 mm mentre l angolo y di fine contatto valutato al
49. posizionate le pinze su questo piano caricate con una massa pesata precedentemente Il piano stato progressivamente alzato fino a all altezza necessaria a provocare lo slittamento delle pinze Da questa altezza misurata con un calibro digitale stato cos possibile ottenere il valore del coefficiente d attrito e Peso 5 439 Peso pinza Ertalon 0 043 kg Peso pinza ABS 0 032 Kg e Quota X di riferimento 90 mm yl l yf Y 4 p Fig 5 71 schema del piano inclinato Sottraendo la quota d altezza iniziale a quella a cui si rileva lo slittamento si ottiene il secondo cateto il primo era la quota X con cui ricavare l angolo d inclinazione del piano 4 Jf Yi a tan 1 2 X Da qui il calcolo delle reazioni sul piano N g COS amp Cm Mana cosa T Msistema 9 Sina Mpeso Mpinza 9 5 n o M 85 61 111 55 25 94 Ertalon 85 60 112 22 26 62 85 61 112 86 27 25 Tabella 5 13 rilevazioni del piano inclinato per la pinza in Ertalon f Ertalon medio 0 31 128 85 59 120 57 34 98 ABS 85 59 116 57 30 98 85 58 117 01 31 43 Tabella 5 14 rilevazioni del piano inclinato per la pinza in ABS Plus f aBs medio 0 39 Da questi risultati possiamo capire come effettivamente il comportamento del cono nella pinza di prototipazione sia influenzato dalla resistenza maggiore offerta da questo materiale rispetto al class
50. 04 mm lag 104 48 4992 l4 104 32 3328 mm 171 93 32 171 93 48 3 2225 93 mm Trett_32 1393 93 mm Andando ad effettuare il rapporto tra i due tratti rettilinei avremo il coefficiente di riduzione dimensionale con il quale andare a ricavare il costo degli elementi continui Trett 32 Triduzione 7 0 6262 Trett 48 Come esempio viene riportato il caso della struttura telaio lavorato che nella versione a 48 posizioni ha un costo di XXX XX Euro Andando a moltiplicare per questo coefficiente di riduzione si ottiene un costo di XXX XX Euro per la versione a 32 posizioni 4 2 2 RICOMPILAZIONE DISTINTA Ora sono noti tutti i dati utili per poter andare a ricompilare l intera distinta e ottenere cos una previsione piuttosto realistica del costo finale del magazzino a 32 posizioni Molti degli elementi rimangono invariati sia in numero che in quantit in quanto fanno parte di gruppi riutilizzabili come per esempio il gruppo motore e riduttore Nella tabella seguente sono stati enfatizzati in rosso quegli elementi il cui costo varia tra le due versioni per modifiche nelle quantit o nelle dimensioni 77 Lg ee ee DESCRIZIONE TOTALE TOTALE unit unit ASSIEME CATENA PREL DIR CDL 1 1 MONTAGGIO 140 gt D O INGRASS VERTIC ES 11 G1 8 46 A CAM ELETTROVALVOLA 5 2 V24 PNEUMA VALVOLA REG PORT RACC RAP L G1 8 E4 M F 7522 4 1 8 BLOCCHETTO X LUB
51. 1 2 grafico settori di mercato Il gruppo organizzato per divisioni e unit di business coordinato da direzioni centrali e servizi comuni di eccellenza Divisione Direzioni Divisione Divisione industrial fm CMS centrali premium customer care industries prodotti e servizi servizi assistenza soluzioni di processo e servizi per l industria soluzioni di processo generale configurati e ricambi ai clienti per una vasta amministrativa dedicati all impresa materiali tecnica materials plastica vendite marmo vetro marketing metalli legno acquisti housing furniture engineering risorse umane e organizzazione Gscm sem groupservice Cgabbiani scmgroup Cr Cms Gminimax pareparts Groutech e bidelli Cdelmac process improvement Q scmtecmatic Orom Cms information technolo i Brembana m studi e cin Csuperfici superfici Brembana sergiani sergiani p Gmahros cn C stefani E Tecnocut technology 5 Balestrini E Divisione components prodotti e servizi configurati dedicati all impresa scmfonderie steelmec hiteco Ces Fig 1 3 Divisioni e direzioni SCM Group 17 1 2 CENTRI DI LAVORO La Divisione Industrial fornisce soluzioni avanzate di processo e servizi ad alto contenuto tecnologico per l industria del legno ed opera con due unit di business furniture e housing In particolare l
52. 4 64 62 65 66 64 9 1 814 9 735 200 51 51 50 51 49 49 51 50 50 50 S 0 748 10 04 250 41 41 40 42 42 41 41 44 41 40 413 1 100 10 325 300 35 35 34 35 35 36 35 34 36 36 gm 0 700 10 53 Tabella 5 7 valori di forza rilevati al variare del braccio su una pinza usurata Momento medio 9 253 Nm Possiamo cosi notare come effettivamente vi sia una riduzione delle prestazioni il che giustifica ulteriormente la ricerca di una soluzione che vada a ridurre l effetto di rotazione del cono 92 5 2 MODELLAZIONE DEL GRUPPO AFFERRAGGIO Dopo aver definito sperimentalmente le caratteristiche del sistema di afferraggio si passati alla sua modellazione in modo da ottenere degli strumenti teorici su cui poggiare i futuri sviluppi Modellare la struttura e le azioni su essa agenti ovvero ridurle ad uno schema pi o meno semplificato permetter di svincolarci da un sistema fisico piuttosto complesso il cui comportamento influenzato da diverse variabili non sempre facilmente valutabili es superfici di contatto tra pinza e corpo in alluminio attrito tra queste superfici che influenza l elasticit dell intero sistema variazioni delle configurazioni dei vincoli durante la progressiva apertura della pinza etc In primo luogo sono stati creati dei modelli analitici uno rigido derivante dalla scienza delle costruzioni per una prima valutazione dei carichi necessari all apertura della pinza e uno per ricavare le pressioni di contatto che si sca
53. ALMA MATER STUDIORUM UNIVERSIT DI BOLOGNA SCUOLA DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA Sede di Forl CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA Classe LM 33 TESI DI LAUREA In Progetto e Costruzione di Macchine LM ANALISI DI INDUSTRIALIZZAZIONE E INCREMENTO PRESTAZIONALE DI UN MAGAZZINO UTENSILI AUTOMATICO PER MACCHINE PER LAVORAZIONI DEL LEGNO Candidato Relatore SEBASTIANO CUCCHI PROF GIANGIACOMO MINAK Anno Accademico 2012 2013 Sessione III SOMMARIO SOMMAario ilo i AL AA a 3 Indice 6 Indicedelleta bell acini canalina 11 Introduzione E 13 Capitolo PN 15 l utroduzione all 3HallSb 15 Bi IPLE c 15 1 2 Centi GI J3VO LO arri 17 L2 COGOR DO EX sella aisi 17 t22 eeu ln a 20 L2 ACCO 3O 22 25 1 29 dun M DM MM 27 pondere 29 2a Anal Conce M 29 2 3BISOSgndel Cete sin noie Een ea 29 2 2 Analisi del mercato e confronto con la concorrenza eene 31 24 OWOC VSI Sliema 33 NN o lella 36 2 3 2 Applicazione e risultati SWOT Analysis 39 2 3 3 Risultati analisi sviluppo prodotto eese nenne nennen 41 Capitolo Terzo la
54. CAD 26 4 Ponendo l ipotesi che la pressione radiale sia costante su tutta la superficie e non funzione di 0 avremo P 0 P cost quindi 3 P R sin d0 cos P R 1 cosy 0 Da cul Fi 2 1 cos y R Analizziamo ora la singola sezione secondo il modello rappresentato nella figura seguente Fig 5 26 pressione puntuale normale alla superficie La pressione per unit di sezione si scarica uniformemente sulle due superfici superiore ed inferiore Di conseguenza la pressione puntuale orizzontale sar pari a P 2aP p B S 2a 4 1 Dove a 4 39 mm Da qui la pressione puntuale normale alla superficie della pinza P m F sin30 1 ism 4a 1 cosy 97 MOMENTO RISULTANTE Come detto il momento generato dalla forza inerziale tende a ruotare il cono d attacco all interno della sede Per valutare le pressioni cos generate s ipotizza un modello con il cono incernierato esattamente nella mezzeria del piano della pinza il che creer una configurazione di contatto come quella rappresentata in figura Fig 5 27 dettagli delle superfici reagenti sotto l azione del momento inerziale Anche in questo caso sono state fatte alcune ipotesi semplificative In primis si supposto che l arco di abbraccio al cono sia limitato alla sede della pinza quindi avremo dei determinati angoli di inizio e fine contatto Una seconda ipotesi un andamento
55. Entrambe le idee sono state per scartate per l eccessivo costo richiesto preferendo l adozione di una soluzione meno invasiva sul progetto iniziale Fig 6 1 magazzino della concorrenza con catena Fig 6 2 dettaglio della catena commerciale del commerciale magazzino della concorrenza Il processo di scalatura rappresenta un ottimo esempio di progettazione rapida e funzionale Partendo da un progetto pre esistente con minimo impiego di risorse se ne potuto ottenere sulla carta uno nuovo prevedendone piuttosto realisticamente costi e prestazioni Questa rapidit e semplificazione nella progettazione diventa cosi un vantaggio per l azienda permettendo la destinazione delle risorse allo sviluppo di nuove soluzioni all avanguardia per rimanere sempre leader del mercato Quest operazione si rivelata ancora pi importante una volta raggiunto il target di costo prefissato giustificandola ulteriormente Per quanto concerne l opera di incremento prestazionale essa ha comportato uno studio preliminare sulla caratterizzazione dello stato dell arte dell attuale soluzione che in SCM mancava Poter avere dei dati scientifici da utilizzare come punto di partenza dello sviluppo ha permesso di definire l entit degli interventi da eseguire e fare chiarezza sulla criticit dell intero sistema Un procedimento cosi sistematico porta chiaramente alla soluzione pi efficiente del problema L integrazione di un bordino potrebbe risultare un
56. GNONE TRAINO CATENA FUSIONE CONTROSUPPORTO CUSCINETTO RIDUT TECNOIN LC120 70 e e e el AeA e e SIE A UU mnm e e e el AeA e e e A e A UU mnm SUPPORTO PIGNONE CUT LAVORATO MONTAGGIO ROSETTA 10X16 X 0 5 DIN 988 CUSC RAD RIG 1C SFERE 10X30X9 6200 PERNO L 64MM D 10MM CATENA MONTAGGIO PORTAUTENSILE MAGLIA MAGLIA PORTAUTENSILE CORPO PINZA PER CONO HSK63F PERNO L 20 6MM D 6MM DEXT8 CUT ASSIEME MAGLIA NEUTRA MONTAGGIO ASTUCCIO A RULLINI 10X14X12 HK MAGLIA NEUTRA MONTAGGIO o Ul o Ul DADO ES NORM UNI 5588 M5 65 BRUN DADO 65 UNI 5589 ES BASSO BRUN DADO M8 65 UNI 7474 AUTOFR ZINC VITE M5 X 20 12 9 UNI 5927 STEI ROSETTA PIANA 6 5X13XSP 1mm ROSETTA 8 5 X 15 0 X 1 BRUN ROSETTA 5 3 X 10 0 X 2 BRUN VITE M5 X 20 8 8 UNI 5737 T ES BRUN e OA NO P rn NN e N DO NN VITE M5 X 20 8 8 UNI 5931 TCEI TF 49 VITE M5 X 12 8 8 UNI 5931 TCEI Im mM gt mM VITE M8 X 35 10 9 UNI 5933 T VITE TBEI TF 1507380 M5 8MM 10 9 PATTINO RIC SFERE 1622 824 20 STAR FINECORSA MAGN MRS UAP PNEUMA SUPPORTO STAFFA FINECORSA PNEUMA DADO X CIL M22X1 5 1200 20 05 RACC RAP OR ANELLO SEM VITE 1P CIL PNE 1506432 1280 20 450 A M ROTAIA RDS R1605 804 BOSCH PIATTO 15x200mm SP 17 mm PIASTRA 75x640SP 5mm ON OFF CARTER MOBILE CUT 48 PIATTO 56X195X SP 12MM CARTER CARTER FISSAGGIO ON OFF CUT48 CARTER LATO MOT CATENA PREL DIR CARTER OPPOSTO MOT CATENA e e e e e e e N
57. ION s un asini t dun deed bd Rd an d oe c da UE 94 Modelo aad dcinde iode usb cies 102 Ioe Modnen malora IVE eR CE 120 5 9 1 Vernfica SDerIIne 122 Soil Verca oneri alias a 128 Capitolo Sesto 135 ail 135 Appendice Acli 143 D 144 Appendice erc 145 m 146 jurare 147 Ringraziamenti 148 INDICE DELLE FIGURE Fis T 1 do0go SCM Gr OUD E ER tL 15 Ido 1 2 pratico Meral 16 Lis T 5 Divisione adireziontr SCM GROUP iaia 16 FICARRA E 17 Fis 1 5 zportaled struttura can ala 19 FiS 4 0 SFUPpo SaSSERESmMi ae 19 Fis 1 7 testaa forare con Tama THEG BEA Ed Rag pas etel Eaa 19 due rome veo o Ap CNET 20 Pie 4 9 struttura mobiler portale ici 20 F1is 4 10 Unitadilavoro agpgresata iusso rana 20 Pe EMEN O T irc 22 1512 TOEAre con lama ntesralt aaa nine 23 Fig 1 13 magazzino utensili rotativo supplementare Rapid 6 eene 23 piss Te Td Pichi 25 Fig 1 15 magazzino utensili a catena 48 posizioni essen eene nnne 27 Fig 1 16 manipolatore per cambio utensile Mach BD 27 bis W lei MANU IEEE
58. N condotti a vista per il vuoto 12 kW 10 14 mandrini verticali 3 6 mandrini orizzontali lama integrata e Catenaa 14 pozioni e Catenaa21 posizioni Rack a 10 posizioni HOMAG Venture 316 Gantry X Configurabile CON condotti a vista per il vuoto 10 kW 12 17 mandrini verticali 4 mandrini orizzontali lama integrata e Rotativoa 14 posizioni e Rotativoa 18 posizioni Tabella 2 2 caratteristiche tecniche dei centri di lavoro a confronto Limitando l analisi al comparto magazzini possiamo notare come le soluzioni adottate dai vari competitor siano variegate SCM ha preferito munire il centro di lavoro di un magazzino automatico rotativo a 24 posizioni denominato Rapid 24 installato sul montante mobile e affiancato da una rastrelliera montata a lato macchina con ulteriori 10 posizioni 33 Anche Homag ha adottato la soluzione di un magazzino rotativo seppur con una capacit inferiore 14 o 18 posizioni a seconda della versione della macchina La scelta di Biesse invece ricaduta su un magazzino a catena compatto che a seconda degli equipaggiamenti pu essere da 14 o 21 utensili In sintesi abbiamo Centro di lavoro N Tot Posizioni 34 SCM 24 10 24 3 Biesse 14 21 10 Homag 14 18 Tabella 2 3 configurazione magazzini utensili Da questo punto di vista notando come l Accord 20 fx offra una capacit d immagazzinamento maggiore si pu giustificare ulteriorm
59. Sottraendo l altezza del cono di 26 mm avremo a disposizione uno spazio di 34 mm Di conseguenza non vi perfetta compatibilit di tale modifica con gli utensili in uso 5 3 1 VERIFICA SPERIMENTALE Confermata la fattibilit della modifica non resta che verificarne l effettiva funzionalit A tal scopo si deciso di eseguire delle prove sperimentali su un modello reale della pinza modificata ottenuta tramite prototipazione rapida Il Consorzio di Studi e Ricerche del gruppo SCM dispone di una stampante 3D Dimension BST 768 a tecnologia FDM ovvero Fused Deposed Modeling Questa tecnologia costruisce le parti del corpo da modellare strato per strato scaldando del materiale termoplastico fino a uno stato semi liquido e infine espellendolo in base a percorsi controllati tramite computer Vengono utilizzati due materiali il materiale di modellazione che costituisce il pezzo finito e il materiale di supporto che funge da impalcatura I filamenti di materiale vengono alimentati da appositi alloggiamenti della stampante alla testina di stampa che si sposta in direzione X e Y depositando il materiale per completare ogni stato prima che la base mobile si abbassi in direzione Z per iniziare lo strato 123 successivo In particolare la stampante di SCM deposita con altezze di strato di 0 254 mm o 0 330 mm e larghezza doppia rispetto a tali valori ovvero 0 508 mm e 0 660 mm 1 Ugello mobile in X e Y 2 Materiale depositato 3 Piano mo
60. _6 Fig 5 75 andamento delle pressioni di contatto sulla pinza modificata 2 Notiamo immediatamente l assenza del picco di pressione in prossimit del bordo inferiore d ingresso del cono il che ridurr se non escluder completamente l usura superficiale in quella zona evidente inoltre una distribuzione delle pressioni pi concentrata e pi prevedibile infatti nella rotazione del cono questo va a reagire contro la superficie inferiore della zona d ingresso e va a puntare sia sulla superficie superiore della sede posteriore sia 131 dallo stesso bordino Si pu comprendere quindi come l effetto di torsione della pinza sia annullato donandole un comportamento pi rigido e solidale In conclusione il bordino va ad introdurre tutti gli aspetti desiderati da una parte scarica le superfici coniche della pinza riducendone la tendenza ad aprirsi dall altra distribuisce pi uniformante le pressioni di contatto riducendo il fenomeno di usura delle superfici Dobbiamo tuttavia verificare che il bordo integrato riesca a sostenere tali pressioni Dall analisi delle tensioni possiamo notare come la ridistribuzione delle tensioni sia tale da non sollecitare eccessivamente nessuna particolare zona specialmente lo stesso bordino Pi specificatamente dal confronto tra gli stati tensionali delle due versioni delle pinze si denota un alta sollecitazione della sede conica causa degli intagli che si producono sulla pinza originale Ta
61. a produzione di pinze con bordo integrato Tuttavia i costi di produzione risulterebbero eccessivi non solo per il costo del materiale e delle lavorazioni per la realizzazione dei lamierini ma anche per via del tempo di montaggio chiaramente maggiore rispetto a quello richiesto dalla soluzione integrata Fig 6 8 installazione sulla pinza del lamierino profilato In conclusione alla luce di quanto detto e mostrato possiamo affermare che l analisi SWOT preliminare ha fornito delle strategie valide che sono state seguite e portate a compimento Tale approccio concettuale ha permesso di ottenere un nuovo prodotto che soddisfa le vere richieste del mercato e dei clienti andando a modellare le direttive sulle caratteristiche dell azienda esaltandone le risorse e i punti di forza Il tutto stato realizzato sfruttando gli strumenti a disposizione dei progettisti primo tra tutti il Software per analisi FEM che ha garantito il concepimento di una modifica semplice per quanto efficace compatibile con l approccio di progettazione modulare Si pu prendere di conseguenza quest analisi di industrializzazione e incremento prestazionale come un esempio in cui i pi recenti metodi e strumenti a servizio dell ingegneria risultino essere assolutamente funzionali ed efficaci in realt industriali affermate e leader del proprio mercato come SCM Group 142 Fattori esterni Fattori interni e Offrireun magazzino a catena a 32 posi
62. ag WCS mm Deforrned Max Disp 1 8121 00 Scale l OOOOE OO Loadset LoadSetl ASSIEME 812e 020 BODE OM 400e 00 200e 00 000e 01 1 1 000e 01 A Dm O he G Fig 5 44 spostamenti indotti ottenuti dall analisi Dalla simulazione risulta interessante ricavare le pressioni di contatto con le superfici in alluminio non solo per valutarne l entit ma anche per verificare che il comportamento della pinza sia plausibile Si nota come effettivamente le pressioni si scarichino prevalentemente in prossimit del raccordo di invito della sede del cono ovvero nella zona ipotizzata inizialmente a contatto con dei valori di circa 33 16 MPa Inoltre anche i perni di fissaggio reagiscono per annullare la deformazione indotta della pinza Fig 5 45 zone di massima concentrazione delle pressioni di contatto 112 Cont N act Pressure WCS 2 16 1 r984e 21 Location Contact Surfaces Jo dsl oadset LoadSetl ASSIEME E E PE r989e B1 55Be 01 SebsTU1 632e 0M 3160 00 00De 00 j C 4B e DJ QU Windowl Contatto_4 Contatto_4 Fig 5 46 andamento delle pressioni sulle superfici di contatto Ricordiamo che i risultati finora ottenuti sono relativi ai 100 N presi come t
63. ale 3000 rpm Coppia max accelerazione 190 Potenza nominale 1 Coppia nominale uscita 110 Nm Coppia nominale 3 5 Nm Velocit nominale ingresso 3500 pm Velocit max 5000 rpm Velocit max 5000 rpm Momento d inerzia 0 000148 kg m Momento d inerzia ingresso 0 000039 kg Tabella 3 4 specifiche tecniche motore TC100 Tabella 3 5 specifiche tecniche riduttore 12 0 11 0 lt 10 0 4 _ 90 80 S 70 6 0 7 50 4 0 3 0 TZ ae ii 2 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 Velocit rpm Fig 3 8 curva di coppia nominale e di picco del motore 54 All albero di uscita del riduttore collegato tramite apposito calettatore il pignone a 10 denti che presenta un particolare profilo in grado di accogliere i cuscinetti della catena tale da trasmettere il moto all intero sistema Il gruppo motoriduttore orientato verso l alto per non limitare l area sottostante di passaggio degli utensili evitando la necessit di limitarne le dimensioni 3 2 3 GRUPPO CATENA Gli utensili sono trasportati tramite una catena speciale con passo di 52 mm costituita da un alternanza di maglie neutre e pinze per l afferraggio dei coni Definiamo come modulo base della catena linsieme di una pinza e una maglia neutra Essendo la capacit d immagazzinamento di 48 utensili saranno presenti 48 moduli base per un totale di 96 maglie La catena ha un ingombro approssimativo di 2235 mm interasse dei pignoni in direzione
64. amens cyknders 3 mm x 16 Pendulum used 4 J Meszured on 10 mm thick iex specimers dmcs mid between uenire end outside dismeler Eleciode confgursbon 25 D 75 mm cossa cylinders in transiormer cl according in IEC 60296 1 mm thick test speamers This table mainly io be used for comparison purposes is a valusble help in he choice of menel The dais imed here fall within he Quaranissi and they should not be used io estabish material ere cn APPENDICE P430 ABSplus Material Properties 145 ABS PLUS 4 dimension A true industrial thermoplastic ABS is widely used throughout industry When combined with Dimension 3D printers it becomes the ideal solution to printing 3D models in an office environment MECHANICAL PROPERTIES ensile Strength Type 1 2 in min 51 mm min 0 125 Tensile Modulus 1 2 inmin 51 mm min 0 125 Tensile Elongation Type 1 2 in min 51 mm min 0 125 Flexural Delamination LM 06 38 psi ASTM 0638 330 000 psi 2 320 MPa ASTM D638 3 3 Flexural Strength Flexural Modulus Impact notched Method A 73 23 ASTM D256 2 0 ft Ib in 106 Jim THERMAL PROPERTIES Test Method Imperial Metric Heat Deflection HDT psi 0 5 MPa ASTM 0649 204 96 C est Metho ue 194 ASTM E831 4 90 05 60112 28 0 Build orientation is on side edg
65. arebbe necessario un software in grado di poter gestire i contatti e le deformazioni su largo raggio andando i punti di contatto e i carichi a spostarsi notevolmente Perci si reso necessario definire delle simulazioni in grado di aggirare tali limitazioni e ottenere dei risultati comunque significativi riguardo le problematiche valutate CREAZIONE DEL MODELLO In ambiente FEM all utente spetta il compito di svolgere tutto quell insieme di controlli essenzialmente di natura diretta che contribuisce ad ottenere dei risultati validi Prima di effettuare una qualsiasi analisi quindi necessario accertarsi che il modello sia correttamente caratterizzato in ogni suo dettaglio in particolar modo per quanto riguarda i materiali impiegati Infatti se dal punto di vista geometrica si ha la certezza del riscontro con gli elementi reali essendo partiti dai modelli tridimensionali originali dal punto di vista delle caratteristiche fisiche dei materiali non si pu avere la stessa certezza Perci si reso necessario eseguire delle simulazioni iniziali facilmente ripetibili e valutabili nella realt concreta 104 TARATURA DEL MODULO DI ELASTICIT Tali prove si sono concentrate sulla sola pinza in Ertalon 66 GF30 sulla quale si misurato l allargamento relativo dato dall applicazione di un carico di 50 N La pinza stata fissata al banco da un estremit mentre nell altra stato applicato il carico Il collegamento al banco
66. astico a dei pannelli es bordo delle scrivanie mensole etc Fig 3 21 esempi di tipici utensili per le lavorazioni del legno In ordine lama da taglio punta per foro cieco punta per foro passante fresa per fresatura a bordo frese per profili standard Alla luce degli ingombri e delle geometrie dei vari elementi del magazzino si possono indicare come dimensioni limite dell utensile un diametro di 375 mm e una lunghezza di 320 mm possibile montare una lama da taglio di diametro 400 mm montabile esclusivamente tramite 60 un portautensili di lunghezza pari a 90 mm Se si volesse riempire l intero magazzino al massimo della capienza si dovrebbe attrezzare con 48 utensili con diametro di 100 mm Fig 3 22 cono porta utensile afferrato 61 3 3 DIMENSIONAMENTI E PRESTAZIONI Con le specifiche tecniche di tutti i componenti del magazzino possibile andare ad eseguire un analisi delle accelerazioni e delle sollecitazioni che nascono in fase di lavoro Le grandezze ottenute saranno utili per definire il limite di tenuta dei gruppi pinza e di conseguenza le dimensioni e le masse massime degli utensili I valori limite indicati nel paragrafo precedente sono dettati dai soli ingombri mentre ora verranno integrati con quelli dettati dalle dinamiche inerziali mot Fig 3 23 schema di funzionamento Coppia nominale Nm 3 5 Nm Velocit nominale N mot 1500 rpm Coppia di picco Npk 9 0 Nm Ve
67. bile in Z Fig 5 63 schema funzionamento FDM Il materiale di modellazione utilizzato l ABS Plus in appendice i dettagli tecnici e la stampa stata impostata per ottenere le migliori caratteristiche meccaniche si optato per un riempimento pieno con lo spessore pi fine degli strati cio 0 254 mm L ABS Plus meno prestante rispetto l Ertalon 66 GF30 perci ogni valutazione sul modello prototipato dovr essere analizzata attentamente prima di dedurne qualsiasi risultato In particolare non avrebbe senso confrontare direttamente il comportamento della pinza senza bordo integrato in Ertalon con quello della pinza modificata in ABS Perci stata realizzata una stampa tridimensionale anche della pinza originale In questa maniera un confronto tra le due versioni risulter essere molto pi significativo Fig 5 64 dettaglio del processo di FDM e materiale d apporto Fig 5 65 modello prototipato della pinza modificata Fig 5 66 dettaglio del bordino Per verificare l effettiva efficacia del bordo integrato si deciso di confrontare l apertura delle due pinze sotto l azione dello stesso momento Infatti l appendice stata introdotta per ridistribuire su una zona pi ampia le pressioni generate dalle azioni centrifughe dell utensile In questa maniera le superfici della sede del cono che a causa della loro inclinazione generano una componente di forza sul piano della pinza che tendono ad aprirla dovrebbero
68. ccare la traslazione relativa lungo Z tra pinza e corpo in alluminio Nell immagine seguente mostrato il modello vincolato 109 Fig 5 41 modello semplificato vincolato e caricato Ora che stato creato il modello bisogner convalidarlo eseguendo dei controlli diretti sul suo comportamento Anche in questo caso sono state approntate delle prove sperimentali che dessero dei risultati confrontabili con le informazioni ottenibili da Pro Mechanica Ci che stato eseguito sono delle prove di apertura del gruppo di afferraggio applicando con un dinamometro una forza diretta perpendicolarmente al piano di simmetria Le prove sono state eseguite incrementando la forza con passi di5 andando a rilevare lo spostamento rispettivo tramite comparatore In questo modo stato possibile ottenere una legge che legasse il valore di apertura della gruppo in funzione della forza applicata 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 Tabella 5 11 rilevamento 25 0 32 80 45 0 64 g 50 0 74 E 30 Forza Apertura 70 spostamenti Fig 5 42 andamento rilevato della forza in funzione dello spostamento 110 L andamento riscontrato pressoch lineare il che significa che il comportamento all apertura non si modifica senza variazioni nella configurazione dei contatti Si poteva ipotizzare infatti che la pinza all aumentare della forza e di conseguenza all aumentare del valore di apertura
69. cnico di Rimini di SCM Group per avermi permesso di conoscere e vivere all interno della sua realt professionale i miei ringraziamenti vanno in particolare Matteo Villa per la pazienza la disponibilit e la simpatia con cui mi ha seguito in questi 5 mesi di collaborazione all Ing Michele Mazza per la sua professionalit e per aver messo a mia disposizione la sua esperienza infinita al Direttore Tecnico Federico Ratti per avermi permesso di entrare nel mondo SCM A tutti i colleghi che si sono resi disponibili per una domanda un consulto un consiglio In particolare ai miei vicini di postazione Marco Gabriele Valentina Massi Gigi Massi e Carlo che silenziosamente ho imparato a conoscere Ai miei cari vecchi e nuovi amici softwaristi Tommaso Giuseppe Maurizio Marco Alberto Gianluca e Mariacristina per i pranzi e le risate insieme A Matteo Zaghini mio tecnico di fiducia sempre disponibile per due chiacchiere Un grazie di cuore a Mike Abu Luca e Soz miei colleghi miei compagni e miei amici Per aver condiviso questi anni di fatiche e soddisfazioni Senza di voi non ce l avrei fatta Siamo il gruppo di amici pi bello Grazie a Federica sorella sempre presente e ai miei famigliari e parenti che sempre mi hanno donato la loro fiducia e stima Alla nonna Rita E agli altri nonni mi state guardando dall alto Mai smetter di ringraziare Don Marco molto pi di un amico molto pi di un padre molt
70. complesso lame e testine per bordatura Le dimensioni sono varie cos come la massa che va da pochi kg a oltre 15 kg e Costo del dispositivo che va a incidere sull investimento per il centro di lavoro Successivamente queste necessit sono state valutate per definire un ordine di priorit Ci risulter utile per comprendere su che aspetti del prodotto necessario concentrarsi e per prendere una decisione nell eventualit si sia costretti a scegliere se soddisfare un bisogno oppure un altro A livello operativo questa valutazione viene effettuata a livello commerciale chiedendo ai clienti di dare un voto tra 1 3 5 e 10 in modo da comprendere quali aspetti siano percepiti come trascurabili e quali assolutamente necessari Estetica del dispositivo Flessibilit produttiva in termini di capacit in N utensili Produttivit in termini di velocit di posizionamento del cono in fase di cambio utensile Campo di utilizzo in termini di tipologia e variet di utensili immagazzinabili Costo del dispositivo Tabella 2 1 bisogni del cliente riferiti alla dotazione di dispositivi dimmagazzinamento utensili 31 2 2 ANALISI DEL MERCATO E CONFRONTO CON LA CONCORRENZA Dal seguente grafico possiamo vedere la situazione attuale delle proposte SCM e dei principali concorrenti e Biesse i quali nella fascia di appartenenza dell Accord 20 FX propongono rispettivamente la Venture 316 e la Rover A The competitive posit
71. dM E M 27 Fig 2 1 situazione attuale del mercato dei centri di lavoro sss 31 reo 31 1182 5 BICIE dando d t n ct DC D PU cO DAR A 31 Fig 2 4 schema concettuale fori interni ed 34 Fig 2 5 schema sviluppo analisiSWOT a Learn 36 Fig 3 1 magazzino a catena installato su Accord 40 45 Fig 3 2 modello al cad del magazzino 50 Fig 3 3 dimensioni e quote del 50 Fig 3 4 telaio portante con guide cuscinetti eese eene nnne nnne ntn 52 Fig 3 5 molla di contrasto per tensionamento catena eere nnne 52 Fig 3s6 zTH 0tore e riduttore Lula a 53 Fig 3 7 pignone profilato per alloggiamento cuscinetti della catena 53 Fig 3 8 curva di coppia nominale e di picco del motore senes 53 Fig 3 9 catena porta Utensil al CId anai E 54 Fig 3 10 Fig 3 11 Fig 3 12 Fig 3 13 Fig 3 14 Fig 3 15 Fig 3 16 Fig 3 17 Fig 3 18 Fig 3 19 Fig 3 20 Fig 3 21 dettaglio della postazione di prelievo della catena porta utensili 54 Modulo Pisello 54 assieme maglia porta beet o ali 55 dettaglio maglia neutra e perni 1a eei asi mr roin enc ederet 55 pinza portautensile in Ertalon 66 ees
72. deguatezza strutturale del sistema di afferraggio del cono Tramite prove effettuate in passato direttamente sul magazzino si sono potute definire le seguenti posizioni baricentriche limite per gli utensili SCHEMA A SCHEMA B pos baricentro utensile 12 kg pos baricentro utensile 15 kg 110 165 Fig 3 27 posizione baricentrica degli utensili limite 67 Chiaramente riducendo la velocit di rotazione del motore si vanno a limitare anche le prestazioni il pignone ruota a soli 35 41rpm la velocit lineare della catena sar di soli 18 88 m min ovvero 3 78 rpm FASI Ax nm t Cmotore IN 4 44 Decelerazione 10 06 m e NEN 25 T casn 5 LN Regime 2476 0 46 MEN Lue 11 1248 34 02 Yes RES MN 006 444 37 pg Eme __ am Decelerazione 0 ada OE Accelerazione 006 444 13 520 4 72 co Ra MCO Tabella 3 13 tempi di fase 2500 rpm motore Velocit catena Coppia motore max Coppia motore media Tabella 3 14 tempo di ciclo a 2500 rpm motore Come possiamo notare lo svantaggio in termini di tempo sul ciclo di circa 10 secondi il che si ripercuote in maniera importante sulle prestazioni dell intero centro di lavoro Da qui si pu 68 ben comprendere come il magazzino vada a lavorare ben al di sotto le proprie potenzialit il che fa presupporre che con l esecuzione di un sistema di afferraggio
73. di applicazione Per SCM prerogativa avere un dispositivo di nuova concezione dove per generico prodotto di nuova concezione si intende un prodotto sviluppato non pi in ottica di singolo modello o al massimo di piccola gamma quanto piuttosto in quella di comune piattaforma In pratica si vuole utilizzare un unico set di componenti per garantire il rispetto di assegnate combinazioni delle principali specifiche d impiego all interno di una data famiglia di prodotti ovvero di quell insieme di prodotti caratterizzati dalla stessa morfologia o struttura di base Per realizzare ci indispensabile modularizzare il progetto cio far precedere la fase di 46 progettazione vera e propria quella cio d individuazione dei valori di tutti i parametri caratteristici nel rispetto dei vincoli costituiti dalle relazioni fra questi da una fase preliminare nella quale alcuni di questi parametri e relazioni vengono elevati a livello di regole di progetto viene cio ad essi associato un valore da considerarsi da li in avanti invariante Si render necessario individuare un set di queste regole di progetto in grado di trasformare un unico grande problema complesso in un certo numero di problemi pi semplici ciascuno caratterizzato dall essere definito da un set limitato di parametri fra loro fortemente interconnessi ma sostanzialmente indipendenti da quelli degli altri problemi Ognuno di questi problemi elementari ind
74. e che modifica il progetto stesso e dalle opportunit da questo create ne viene a sua volta modificato Attuando tale strategia anche alla famiglia delle fresatrici a 5 assi si pu comprendere come la piattaforma comune sia il basamento sul quale si vanno ad installare i vari moduli gruppo di fresatura principale gruppi aggregati sistema di aspirazione piani di lavoro etc il livello complessivo della macchina sar dato dalla combinazione delle prestazioni offerte dai singoli moduli Ci si pu intuire gi dalla descrizione preliminare dei centri di lavoro in cui si mostrava come ogni modello si differenziava da quello precedente per la presenza di moduli supplementari e o prestazionalmente migliori Un esempio evidente il modulo struttura mobile per una macchina di fascia bassa a cui si richiedono prestazioni in linea ad un costo ridotto si adotta una soluzione a trave a sbalzo per macchine di livello superiore il modulo diventer una struttura a portale Anche il magazzino utensili diventa cos un modulo e pu essere preso separatamente come dispositivo accessorio a seconda del target macchina si pu scegliere tra magazzini con prestazioni e caratteristiche diverse Tale strategia in fase di progettazione permetter di 48 ottenere un dispositivo installabile su macchine di diversa fascia Riprendendo alcune considerazioni dal primo capitolo possiamo valutare i moduli dell attuale gamma differenziandoli i
75. e except for flexural delamination which is upright 2 Not applicable due to amorphous nature Material does not display a melting point 2 Literature value unless otherwise noted APPEARANCE Standard colors include natural black dark gray red blue nectarine orange florescent yellow and olive green SYSTEM AVAILABILITY Dimension Elite Dimension BST 1200es Dimension SST 1200es 146 BIBLIOGRAFIA Ehrlenspiel K Kiewert A Lindemann U Cost Efficient Design Springer 2007 Funaioli E Maggiore A Meneghetti U Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine vol 1 P tron 2006 Niemann G Manuale degli orgoni delle macchine Tecniche Nuove 2005 147 SITOGRAFIA http www scmgroup com it http www scmgroup com it macchine ricerca_prodotto fora fresatura http www docente unicas it useruploads 000645 files capitolo_1 pdf http www ingegneriastrutturale net Tematiche 3MC 3MCmodellazioneF 3MCmodellazion eF introduzione 3MCmodellazioneF introduzione html http www quadrantplastics com eu en products machinable plastics engineering 80 160 c ertalon R and nylatron R products ertalon R 66 gf30 453 html http www stratasys com 3d printers http www stratasys com materials fdm absplus 148 RINGRAZIAMENTI Ringrazio i miei genitori per avermi permesso di intraprendere questo percorso di studi e per avermi sostenuto e incitato a modo loro in ogni secondo Ringrazio vivamente l Ufficio Te
76. e nennen nennen tenete nnns 55 dettaglio del collegamento tra due moduli 55 carter protezione al CQ doin de eh e OR bed An 56 dettaglio cablaggi pneumatici ed elettrici del 56 dettaelio fotocellula e P eate Ebo 56 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 1 eese 57 quote cono attacco utensile da normativa DIN 69893 2 58 esempi di tipici utensili per le lavorazioni del legno In ordine lama da taglio punta per foro cieco punta per foro passante fresa per fresatura a bordo frese per profili standard BG 59 3 22 cono porta utensile aller atonia 60 E19 3223 scherniac ar FunzionatriertEO 29 elle tertii iude 61 Lig 3 24 Schenia IiteFassr Velocita niiina a 62 E19 3225 modello SempbifiCalO 6 Fig 3 26 ciclo di valutazione prestazioni usa 65 Fig 3 27 posizione baricentrica degli utensili limite sees 66 Fig 3 28 schema dei principi di progettazione adottati u rie 68 Pio 4 l schemalosicodelletunzioni a gala 70 Fig 4 2 dimensioni necessarie per la riduzione degli elementi iene 76 Fig 5 1 gruppo afferraggio con cono d attacco inserito esent 91 5 2sschemaq e a
77. e per le lavorazioni pi frequenti e gravose BRC machining unit Cutting with blade Horizontal drilling Vertical drilling Vertical routing Handle drilling Horizontal routing Fig 1 9 struttura mobile a portale Fig 1 10 unit di lavoro aggregata BRC Area piano di lavoro a barre Area di lavoro X Area di lavoro Y Passaggio pezzo ASSI Velocit vettoriale assi X Y Elettro mandrino Potenza elettromandrino 5 assi Rotazione max Potenza elettromandrino 3 4 assi Rotazione max Magazzino utensili posteriore Magazzino utensili laterale BRC Potenza Rotazione max Testa di foratura Mandrini indipendenti Potenza Rotazione Installazione Peso macchina m min kW g min kW g min n posti n posti kW g min N kW g min Kg Tabella 1 3 specifiche tecniche Accord 20 FX 3680 6360 1380 1680 170 60 11 24 000 8 5 12 13 24 000 10 24 10 12 18 000 14 a 30 3 2000 8000 6000 9000 La produttivit di questo centro di lavoro di 10 finestre al giorno prendiamo come riferimento una finestra composta da 8 elementi 22 Livello Prodotti Produttivit Impiego d investimento Fino a 10 Porte e finestre 120 150 000 2 turno giorno finestre turno Tabella 1 4 mercato obiettivo Accord 20 FX 1 2 3 ACCORD 30 FX Fig 1 11 Accord 30 FX L SCM Accord 30 fx un centro di lavoro a 5 assi di fascia alta 150 000 180 000 Euro con piano di
78. enendo gli stessi vincoli tra gli elementi posti in origine L unico vincolo aggiunto stato quello di contatto tra le superfici coniche della pinza e dell utensile Per ottenere il momento di 10 Nm sono state applicate al diametro interno del cono di 45 mm due forze uguali e opposte di 222 N Jk Dy 0 Dz WCS RZA CS Fig 5 53 modello di simulazione dell effetto cavatappi con vincoli sulle superfici coniche e la coppia di forze Prima di procedere con l analisi stato necessario raffinare la MESH del modello sulle superfici di contatto Questo perch il software andando a risolvere la matrice di rigidezza del sistema ottiene i valori di spostamento dai quali derivando ricava anche i valori di tensione 117 e pressione Per ottenere dei risultati di quest ultimi validi necessario prima di tutto avere dei valori di spostamento precisi cosa che si pu fare proprio tramite una MESH meno grezza Di conseguenza sulle superfici di contatto stato impostato un valore massimo degli elementi finiti di 3 mm Fig 5 54 MESH raffinata a elementi di dimensioni massime di 5 mm Lanciando la simulazione sono stati ricavati i valori di spostamento e di pressione di contatto che saranno utilizzati poi come confronto con quelli del gruppo afferraggio modificato Displacement Mag WCS 6 339e 00 m 5_705e 00 orm _ 5 D71e400 Max Disp 6 3388E 00 Scale O000E 00 3
79. ente problematico Tabella 2 6 risultati SWOT Analysis applicata alla dotazione di magazzini utensili dell Accord 20 fx 2 3 3 RISULTATI ANALISI SVILUPPO PRODOTTO Avendo un effettivo riscontro dall ufficio commerciale sulla bont dell idea ed essendoci la volont di destinarvi risorse si decide di portare avanti un ipotesi di sviluppo di un magazzino con capacit maggiore rispetto sia a quello installato attualmente che a quelli offerti dai concorrenti Di conseguenza si vuole dotare la macchina di un magazzino a 32 posizioni il che soddisferebbe i clienti del mondo dell housing per i motivi indicati nella prima sezione del secondo capitolo Questa nuova soluzione dovr rispettare un determinato target di costo in quanto l esigenza quella di aumentarne le prestazioni cercando di mantenere il pi invariato possibile il livello d investimento del centro di lavoro Adottare un magazzino a 32 posizioni del tipo rotativo comporterebbe l impiego di una struttura a disco con diametro importante il che aumenterebbe eccessivamente l ingombro dell intera macchina per tale motivo l unica strada percorribile l impiego di una soluzione a catena SCM produce gi un magazzino a catena installato sui centri di lavoro di fascia alta Il gruppo principale di fresatura a 5 assi dei modelli Accord 30 fx Accord 40 fx e Accord WD possono avere a disposizione un magazzino automatico a 48 posizioni interamente 42 sviluppato e prodotto all
80. ente la differenza in termini di costo rispetto alla concorrenza 2 3 SWOT ANALYSIS Definiti i bisogni dei clienti e analizzate le proposte dei main competitors necessario andare a determinare le strategie ottimali per implementare tale opera di sviluppo del centro di lavoro Per far ci ci si affidati alla swot analysis SWOT sta per Strenghts Weaknesses Opportunities Threats che in italiano significa Forza Debolezza Opportunit Minacce un modello di analisi che si basa su due concetti fondamentali e Competenze distintive e Fattori chiave di successo Attraverso l analisi dei punti di forza e debolezza un impresa rivolge lo sguardo all interno della sua organizzazione alla ricerca delle sue competenze distintive cio ci che sa fare meglio degli altri le attivit che la distinguono sul mercato Nell analisi delle opportunit e minacce l azienda rivolge il suo sguardo all esterno verso il mercato al fine di cogliere gli aspetti di cui potrebbe approfittare per migliorare la propria posizione competitiva Ecco lo schema del modello 34 Punti di forza Punti di debolezza COMPETENZE DISTINTIVE INTERNE Opportunit Minacce FATTORI CHIAVE DI SUCCESSO SUL MERCATO Fig 2 4 schema concettuale fori interni ed esterni Per comprendere meglio il principio di questo modello prendiamo un esempio riferito al mercato dei trasporti con riferimento all auto privata rispetto alle altre modalit di tras
81. er gli utensili limite A questo punto calcoliamo la risultante ortogonale alle superfici inclinate che fungono da sede per il cono Ci riferiremo ad un solo braccio della pinza per le propriet di simmetria Su ogni zona anteriore superiore e inferiore si scaricano le pressioni della forza inerziale generando una forza pari a y ayRPg cos 0 10 avRPr 1 sin 90 A ci si deve sommare la forza risultante data dall effetto del momento inerziale che risulta essere nella zona anteriore pari a y 0 cos30 R d0 P R cos 30 cos 0 10 cos 30 1 sin y 90 90 101 E nella zona posteriore 90 90 P1 0 cos 30 R d0 cos 30 cos 0 d0 cos 30 sin a 1 Forza Superfici Tipo A Tipo B risultante 51 63 N 64 53 N 229 87 N 191 56 N Tabella 5 10 forze normali alle superfici per gli utensili limite Possiamo notare come la pinza risulta nel complesso equilibrata essendo la componente verso l alto pari a quella verso il basso Inoltre risulta interessante ricavare il valore della componente delle forze giacente sul piano della pinza diretta in direzione radiale pari a 243 78 N e 256 09 N rispettivamente per l utensile limite A e l utensile limite B 102 5 2 3 MODELLO FEM L avvento nell Ingegneria del metodo agli elementi finiti calcolo matriciale tramite computer ha notevolmente influenzato la proge
82. essere meno sollecitate con una conseguente riduzione del valore di apertura Le prove sono state impostate seguendo le linee guida di quelle eseguite per la verifica del modello FEM ed esposte nel paragrafo precedente In pratica si installato sul corpo in alluminio fissato sul banco di lavoro le pinze in ABS Una volta inserito in sede il cono con il dinamometro si imposta una forza sullo stelo ad una distanza di 250 mm dal piano della pinza Il valore della forza stato progressivamente incrementato con passo di 5 N partendo da un valore iniziale di 10 N fino a 100 N L apertura della pinza stata rilevata con un comparatore posizionato all estremo del braccio della stessa Fig 5 67 strumentazione utilizzata Fig 5 68 dettaglio della strumentazione utilizzata I risultati delle prove sono riportate nella tabella seguente Apertura mm Modificata x o Apertura mm Forza N 10 J J J Tabella 5 12 rilevazioni sperimentali rigidezza dei sistemi Pinza con bordino Pinza originale Lineare Pinza con bordino Forza applicata N Lineare Pinza originale D 0 J Spostamento mm Fig 5 69 rigidezze rilevate sperimentalmente dei sistemi pinza 126 Ricavando le inclinazioni medie delle curve possiamo ottenere un valore di rigidit dei sistemi originale e modificato Rigidezza all apertura sistema standard 229 55 N mm Rigidezza all apertura sistema modificat
83. est Per avere una valutazione delle sollecitazioni che si generano con l apertura completa della pinza ci basiamo sulla linearit del comportamento del sistema Con una forza di 100 N otteniamo uno spostamento di 1 53 mm mentre lo spostamento necessario all estrazione dell utensile si otterr dal diametro del cono d attacco 63 Fig 5 47 dimensioni relative Lo spostamento che ci interesser sar pari a 63 54 94 ASapertura 2 4 03 113 Ricaviamo ora il rapporto tra questo spostamento e lo spostamento ottenuto con un carico da 100 N J Tincremento 7 2 63 1 53 Moltiplicando i valori ottenuti dalla simulazione test per questo rapporto otterremo i valori di spostamenti e sollecitazioni per l estrazione L analisi ha dato come risultati anche la distribuzione delle tensioni equivalenti secondo la teoria di Von Mises Stress von Mises WCS N mm 2 Location Components and Layers Loadset LoadSetl ASSIEME 016e 01 000e 01 750e 00 500e 00 250e 00 000e 00 500e 00 250e 00 000e 00 173e 2093 BAGq enauup tu ewnfy Fig 5 48 andamento della tensione equivalente 1 Stress von Mises WCS N mm 2 Location Components and Layers Loadset LoadSetl ASSIEME 016e 01 0005 01 500e 00 250e 00 50bDe 00 250e 00 173e 03 P
84. este fasi e Accelerazione da uno stato di fermo fino alla velocit di regime e Scorrimento della catena a velocit costante di regime fino alla postazione in cui l elettromandrino andr a prelevare l utensile e Decelerazione fino ad arresto e Pausa estrazione deposito utensile eseguito dall elettromandrino Il raggiungimento della velocit di regime 5000 rpm al motore e 37 76 m min alla catena e l arresto avvengono con rampe governate dal CN Per una valutazione approssimativa ma comunque realistica possiamo prendere accelerazioni e decelerazioni di 5 m s Ricordiamo che il motore oltre a dover vincere le inerzie dovr vincere la forza d attrito di 350 N quindi Dpignone 1 2 Mid ri Cmotore Jtot D 2 pignone 1 25 ES 7 09 Decelerazione 25 Regime __ E E 32 10 Decelerazione 0 126 66 FASI Axpmm mm SS C notare 37 NL NI LE 7 09 Decelerazione 0 126 e EMI 13 NL AN 624 4 12 Decelerazione 0 126 w e spo 3 11 tempi di fasi alla massima velocit 5000 rom MICE IE Tabella 3 12 tempo di ciclo a 5000 rom Dai dati ottenuti si denota come il motore sia poco sollecitato anche in fase di spunto Attualmente in una normale situazione di utilizzo il motore viene fatto lavorare a regime ridotto ovvero a 2500 rpm in quanto gli utensili di dimensioni e masse maggiori presentano un comportamento instabile dovuto all ina
85. estinato a Centri di Lavoro CNC per la lavorazione del legno Tale sviluppo finalizzato a ottenere un prodotto che vada ad ampliare l offerta e a incrementare le prestazioni rispetto alle soluzioni attualmente in listino L intera trattazione frutto di cinque mesi di collaborazione da Novembre 2013 a Marzo 2014 presso l Ufficio Tecnico SCM con sede Rimini dove l intero progetto stato seguito personalmente sotto la direzione Michele Mazza e dell Ing Matteo Villa Nel primo capitolo sono descritte la tipologia e la gamma delle macchine su cui viene installato il magazzino oggetto di questa tesi Nel secondo capitolo descritta l analisi concettuale da cui nascono i parametri e i principi guida dell intero sviluppo Nel terzo capitolo presentata l attuale soluzione proposta da SCM in termini di struttura e prestazioni Nel quarto capitolo esposta l analisi funzionale dei costi dell attuale soluzione e il raggiungimento del costo obiettivo della soluzione ridotta Nel quinto capitolo presentata la caratterizzazione dello stato dell arte della pinza d afferraggio utensili e il processo di sviluppo d incremento prestazionale Nel sesto capitolo sono presentate le conclusioni dell intero lavoro 14 15 CAPITOLO PRIMO 1 INTRODUZIONE ALL ANALISI 1 1 L AZIENDA scmQ group Fig 1 1 logo SCM Group SCM Group un gruppo industriale leader nella concezione produzione e distr
86. geriali intesi come l insieme delle ideologie e delle preferenze personali dei manager che disegnano la strategia convincimenti pregiudizi idee politiche livello culturale sensibilit ecc e Implementazione il successo di qualunque strategia dovuto alla sua corretta ed efficace implementazione cio al modo in cui la strategia viene calata all interno della struttura sociale dell azienda Ogni strategia oltre ad essere formulata deve essere messa in grado di funzionare attraverso l operato coerente con essa dei dipendenti operai dirigenti di tutti insomma Pur confermando che la formazione di una strategia sia soprattutto un processo creativo le strategie prescelte per essere efficaci devono avere determinate caratteristiche quali e Essere coerenti con gli obiettivi e Rispondere a situazioni reali di mercato e Portare vantaggi nelle aree di business selezionate e Essere sostenibili economicamente a seconda delle risorse disponibili in quel momento personale soldi strutture Il modello SWOT uno degli strumenti che aiutano l azienda non dimenticare le caratteristiche che una strategia efficace deve avere per avere successo Il seguente uno schema riassuntivo del processo di formazione della strategia basato sull approccio SWOT 36 Aspetti interni Aspetti esterni Punti di forza e debolezza Opportunit e minacce Competenze distintive Fattori chiave di successo
87. i sistemi pinza sss 125 Fig 5 70 dettaglio degli strati successivi di materiali depositato in fase di stampa tridimensionale ea 126 Fie 5 71 schema delpiano inclinato odi eie iios dedi tace ed titre ES 127 Fig 5 72 modello con bordino vincolato e caricato essere 128 Fig 5 73 simulazione degli spostamenti del modello modificato con bordo integrato 129 Fig 5 74 andamento delle pressioni di contatto sulla pinza modificata 130 Fig 5 75 andamento delle pressioni di contatto sulla pinza modificata 2 130 Fig 5 76 andamento delle tensioni sulla pinza modificata sss 131 10 Fig 5 77 intagli generati per usura sulle superfici coniche della sede del cono 132 9 78 curve di fatica dell Ertalon 66 GE30 iiit ito e i n i en ee Deis 132 Fig 6 1 magazzino della concorrenza con catena commerciale sss 136 Fig 6 2 dettaglio della catena commerciale del magazzino della concorrenza 136 Fie 6 3 tavola quotata dellamierino asia 138 Fig 6 4 tavola del montaggio del lamierino profilato 139 Fig 6 5 magazzino attrezzato con gli utensili simulati 139 Fig 6 6 dispositivo iaia 139 Fig 6 7 fenomeno sbandieramento dell utensile in
88. ibuzione di soluzioni tecnologicamente avanzate per la lavorazione di una vasta gamma di materiali legno vetro plastica marmo metallo compositi con marchi specialisti nei diversi settori di applicazione e centri di eccellenza qualificati nella componentistica industriale presente da oltre cinquanta anni nei cinque continenti Fondata nel 1935 a Rimini da Nicola Gemmani e Lanfranco Aureli come societ che produce aratri fu convertita nel 1952 in azienda produttrice di macchine per la lavorazione del legno su progetto della prima combinata multifunzione in ghisa L Invincibile B4 E la prima di una considerevole serie d innovazioni che unite alla forte propensione all export e allo sviluppo di un imponente rete di distributori in tutto il mondo porteranno l azienda a diventare in pochi anni un leader internazionale Nel 2009 SCM Group reagisce alla crisi internazionale avviando un piano industriale di consolidamento e sviluppo che ha richiesto un investimento di 40 milioni di euro in tecnologia e capitale intellettuale Attualmente produce in 18 siti industriali occupando 3450 persone ed esportando pi del 7096 in 120 paesi attraverso 21 filiali estere e 350 concessionari distributori e agenti Ogni giorno pi di 500 tecnici forniscono in tutto il mondo assistenza formazione e consulenza 16 Settori di mercato Macchine per il legno Componenti Macchine per altri materiali Nota dati aggiornati al 2010 Fig
89. ico Nylon Questo non di validit le prove effettuate con le pinze in ABS proprio perch sono state eseguite con lo stesso materiale 5 3 2 VERIFICA FEM Un ulteriore verifica sulla bont della modifica apportata la si pu ottenere dall analisi FEM In questo caso possiamo operare con lo stesso metodo utilizzato per la simulazione dell effetto cavatappi nella pinza originale Costruiamo un modello uguale a quello precedentemente descritto sostituendo la pinza non modificata con quella con il bordo integrato La tipologia e il posizionamento dei vincoli delle forze e delle simmetrie cosi come il profilo che modella il corpo in alluminio rimangono inalterati seguendo le ipotesi e le direttive gi descritte Con questa continuit di procedimento si garantisce la possibilit di confrontare direttamente i risultati ottenuti Fig 5 72 modello con bordino vincolato e caricato 129 questo punto per convalidare l effettiva efficacia dell appendice possiamo confrontare i valori di spostamento del sistema causati dall applicazione della coppie di forze successivamente valutare la distribuzione delle pressioni di contatto Si sottolinea che nelle immagini seguenti estrapolate direttamente dai risultati delle simulazioni sono state usate le stesse scale in modo da permettere una facile lettura delle stesse 192e 00 B73e 00 554e 00 234e 00
90. in un primo momento si andati ad eseguire un analisi funzionale dei costi mentre in un secondo momento se n svolta la vera e propria scalatura verificando l effettivo raggiungimento di un costo obiettivo prefissato In tal modo oltre ad ottenere una previsione realistica del costo finale del nuovo magazzino si ottenuta una caratterizzazione ancora piu precisa del dispositivo utile per eventuali valutazioni e decisioni in fase di avanzamento dell opera 4 1 ANALISI FUNZIONALE DEI COSTI Il magazzino deve svolgere delle determinate funzioni dove per funzione si intende cosa il prodotto deve fare ovvero il flusso logico di energia incluse le forze materiali o informazioni tra oggetti o cambio di stato di un oggetto causati da uno o piu flussi Per circoscrivere queste funzioni svincolandole dalle soluzioni tecniche adottate per svolgerle modelliamo il magazzino come una scatola chiusa contenente gli utensili dentro la quale non possibile vedere e con cui ci interfacciamo per scambiare gli utensili Per prima cosa dobbiamo sapere dove trovare il magazzino ogni volta che risulta necessario All interno della scatola dovr essere presente un sistema per la manipolazione degli utensili in modo da afferrarli spostarli presso un punto di prelievo fisso e rilasciarli nelle operazioni di scambio utensile Dovr essere presente un sistema che garantisca la presenza e il corretto posizionamento dell utensile presso la stazione di scamb
91. inal strain 10 28 55 90 Creep test in tension 8 stress to produce 1 strain in 1 000 h 055 Charpy impact strength Unnotched 12 179 1eU kJ m Charpy impact strength Notched 179 1 kJ m Izod impact strength Notched Ball indentation hardness 13 Rockwell hardness 13 2039 2 M 76 Fig 5 36 dettaglio delle caratteristiche dell Ertalon 66 GF30 estrapolato dal catalogo Quadrant 106 I risultati della simulazione sono rappresentati nell immagine della deformata qui di seguito Nel punto d interesse abbiamo uno spostamento di 17 71 mm che si scontra con 9 57 mm a 50 N di carico 914e 0 4D0De D 000e 2 Displacement Mag WCS mm Deformed Max Disp 1 937 0 Scale 4 6440 0 Loadset LoadSetl PINZA A m 0 e he G nj Windowl Slatica l Statica l Fig 5 37 spostamenti con carico da 100 N Andando a raddoppiare lo spostamento della prova sperimentale per l ipotesi di linearit espressa precedentemente avremo una discordanza tra i valori 17 71 mm della simulazione contro i 19 14 mm della rilevazione sperimentale Di conseguenza il modulo di elasticit di 3200 MPa non propriamente corretto in quanto il comportamento reale pi cedevole Tramite una semplice pr
92. interno dell azienda Risulta quindi ovvia la convenienza offerta dal partire direttamente da questo progetto ed elaborarlo in modo da scalarlo alle sole 32 posizioni riducendo cos i tempi e i costi di progetto Si otterrebbe il completo successo dell operazione se con il solo processo di scalatura si raggiungesse direttamente il costo obiettivo In questa fase si potrebbero ricercare delle soluzioni o delle modifiche che innalzino la velocit di rotazione del magazzino a catena o rotativo che sia per aumentare la produttivit dell intero centro di lavoro Tali soluzioni potrebbero poi essere implementate anche all interno del progetto originale del magazzino a catena a 48 posizioni riuscendo cos ad ottimizzare anch esso La gamma dei magazzini a catena sarebbe cosi al top delle prestazioni facendo eccellere le proposte SCM tra quelli dei concorrenti In conclusione possiamo affermare che sarebbe poter realizzare un magazzino catena scalato e con prestazioni maggiorate soddisfacendo la richiesta del mercato e le esigenze aziendali Fattori interni Punti di forza Punti di debolezza e Offrireun magazzino a catena Opportunit a 32 posizioni Soluzioni da brevettare e Migliorare le prestazioni Fattori esterni Scalatura per contenere i Minacce costi e i tempi di produzione Mantenere l offerta della dotazione attuale Tabella 2 7 matrice delle strategie ottenute tramite analisi swot 43
93. io per poter dare il via libera all elettromandrino alle operazioni Infine il magazzino dovr garantire protezione agli utensili ovvero evitare che si danneggino Avendo semplificato in questa maniera i flussi di materia e di informazioni all interno del magazzino possiamo ricavare le principali funzioni nelle quali scomporlo ovvero 70 e Allinearsi con il mandrino e interfacciarsi con la macchina A questa funzione si assoceranno tutti quegli elementi atti ad effettuare il collegamento tra magazzino e macchina e a garantire il corretto posizionamento del mandrino e della posizione catena desiderata in modo da permettere al mandrino del gruppo di lavoro di andare a prelevare o riporre l utensile selezionato e Afferrare e rilasciare gli utensili Si tratta della funzione che accomuna gli elementi che garantiscono sia la presa che lo sgancio degli utensili dal sistema magazzino tramite il profilo normato del cono d attacco e Movimentare gli utensili la funzione che permette la movimentazione degli utensili per trasportare alla stazione di prelievo la porzione di catena desiderata e Garantire l integrit degli utensili nel tempo Funzione propria di quegli elementi che non permettono agli scarti di produzione di danneggiare e sporcare i coni Qui di seguito viene mostrato lo schema funzionale del magazzino SCAMBIARE GLI UTENSILI CON L ESTERNO Manipolare l utensile IMMAGAZZINARE IN MODO ORDINATO GLI UTENSILI Fig
94. ioning 215 000 205 000 195 000 I I 4 I 1 HOMAG I I I 185 000 I I 1 I 1 1 Accord 40fx i n BMG500 l I 175 000 165 000 Accord 30 fx 6 155 000 Prezzo euro l 145 000 1 BIESSE RoverC 135 000 125 000 115 000 4 1 105 000 95 000 1 I 1 1 Accord 20 fx I l HOMAG 316 I 85 000 75 000 1 65 000 680 0 730 0 780 0 830 0 880 0 Fig 2 1 situazione attuale del mercato dei centri di lavoro Fig 2 2 Homag Venture 316 Fig 2 3 Biesse Rover A 32 Si pu tuttavia notare come il centro di lavoro SCM si posizioni a un livello di costo nettamente pi alto rispetto a Biesse e sensibilmente maggiore rispetto Homag fatto giustificabile dalle specifiche tecniche migliori Senza entrare nei dettagli che esulano dall analisi sul magazzino utensili possiamo trovare in tabella le principali differenze Struttura Copertura COMPLETA piano di lavoro Sistema fissaggio pezzi Unit di fresatura principale a 5 assi Unit di Unit di lavoro lavoro aggregata Testa di foratura Automatico Magazzini utensili Lato macchina SCM Accord 20 fx Gantry Configurabile SENZA condotti a vista per il vuoto 11 kW 14 30 di cui 4 6 orizzontali Rotativo 24 posizioni Rack 10 posizioni BIESSE Rover A Cantilever X Configurabile CO
95. iva indicata un opera di incremento prestazionale valido sia per la soluzione a 48 posizioni che quella nuova a 32 Ci si traduce nell aumento della celerit con cui i magazzini gestiscono gli utensili e la riduzione del tempo necessario a portare presso la postazione di scambio l utensile selezionato Ricordiamo che il motore risulta sovradimensionato rispetto al magazzino e viene fatto operare a regime ridotto di 2500 rpm la velocit massima sarebbe di 5000 rpm in quanto il sistema di afferraggio non in grado di mantenere la presa sul cono in curvatura Incrementare il regime di rotazione porterebbe ad avvicinarsi alle prestazioni offerte dai concorrenti mentre l attuale catena SCM a 48 posizioni ruota a 3 78 rpm 5 76 rpm a 32 posizioni quella Biesse a 21 posizioni ruota 6 rpm Queste velocit hanno valenza relativa in quanto rappresentano la velocit con cui il magazzino compie una rotazione completa riferendosi per a lunghezze diverse Tuttavia risulta ovvio che raggiungere il valore della concorrenza con un magazzino pi grande 32 o 48 posizioni che sia risulter un ottimo punto di forza su cui far leva per i propri prodotti Dal momento che il motore e la struttura sono capaci di sostenere regimi pi spinti l attivit si restringer all anello debole del meccanismo ovvero il sistema di afferraggio cono Fig 5 1 gruppo afferraggio con cono d attacco inserito 02 5 1 STATO DELL ARTE DEL GRUPPO AFFERRAGGIO
96. ividua un modulo L insieme delle regole di progetto deve essere sufficientemente numeroso per consentire la definizione dei moduli necessari ma non tanto numeroso da impedire di fatto la ricerca di una soluzione di progetto prossima a quella ottima limitando troppo il numero delle opportunit di miglioramento che scaturiscono nella fase di progettazione vera e propria Un set di regole di progetto deve sempre contenere e La descrizione completa del sistema ovvero l elenco di tutti i suoi moduli componenti e l individuazione esatta del loro ruolo descrizione esatta di tutte le interfacce fra i moduli ovvero dei modi con i quali i diversi moduli interagiscono fra loro e L elenco dei protocolli d integrazione e delle procedure di test ovvero dei protocolli che l integratore di sistema dovr seguire per completare correttamente l assemblaggio finale dei moduli e delle procedure che dovranno essere utilizzate per verificare la funzionalit del sistema verificare la corrispondenza dei singoli moduli alle regole di progetto o comparare la funzionalit di una nuova versione di un qualunque modulo rispetto a quella della versione precedente dello stesso modulo Alla fine della modularizzazione un qualunque processo di progettazione fortemente ricorsivo viene trasformato in tre fasi strettamente sequenziali e Definizione delle regole di progettazione e Sviluppo in parallelo dei moduli indipendenti e Integrazio
97. izzazione in elementi finiti e caratterizzazione dei materiali impiegati ovvero definizione dei legami sforzi deformazioni L insieme di queste approssimazioni e ipotesi che vengono assunte alla base del processo di modellazione costituiscono nel complesso il modello di calcolo della struttura Il modello di calcolo viene eseguito utilizzando un codice di calcolo agli elementi finiti modello FEM Inizialmente partendo dai modelli tridimensionali CAD SolidEdge e Pro Engineer dei componenti del gruppo afferraggio si provveduto a controllare tutti quegli elementi potenzialmente critici in fase di meshatura quali raccordi e geometrie non perfettamente combacianti Quest operazione permetter di ottenere una mesh snella senza nodi che possano portare ad errori di risoluzione Vista la geometria piu complessa la pinza in Nylon 103 stata la pi soggetta a modifiche Per quanto riguarda il cono si provveduto a limitarlo alla sola sezione contenuta dalla pinza in quanto essendo nettamente pi rigido della pinza il suo comportamento globale non interesser Fig 5 31 modello semplificato al CAD Fig 5 32 MESH del modello della pinza Il software utilizzato Pro Mechanica il modulo di Pro Engineer dedicato alla simulazione e all analisi Tale risolutore un risolutore a piccoli spostamenti il che non permette di eseguire direttamente una simulazione che rispecchi il comportamento del nostro sistema Infatti s
98. le picco invece non presente nella versione modificata Cr nents and Layers 3 ASSIEME NIN UU UU N T COntolto_6 Window2 Contatto_7 Fig 5 76 andamento delle tensioni sulla pinza modificata 132 Fig 5 77 intagli generati per usura sulle superfici coniche della sede del cono Infine come ultima verifica dobbiamo considerare la tenuta a fatica Ogni pinza del magazzino sar soggetta a diversi cicli di estrazione inserimento cono nell arco della sua vita Possiamo prendere come vita utile 10 anni di funzionamento Rimane da valutare il numero di cicli da svolgere in questo intervallo di tempo A tal scopo ci si pu basare sui valori di produttivit dei centri di lavoro su cui questo magazzino andr installato che di circa 20 finestre ora Considerando un turno di lavoro da 8 ore in cui la macchina va a lavorare effettivamente per 7 avremo la produzione di 140 finestre a turno che in un anno lavorativo di 220 giorni arriver a 30800 pezzi all anno Banalmente in 10 anni produrr 308000 finestre Per valutare il numero di cambi utensile che la pinza dovr sostenere dobbiamo considerare che la macchina lavora sempre due pezzi contemporaneamente di conseguenza questo numero sar la met dei pezzi prodotti ovvero 154000 pezzi vita Questo sar il valore con cui entreremo nel grafico della tensione ultima a fatica 288C 103 4 MPa 50 20 7 MPa 288C 103 4 MPa 50
99. llegati i vari utensili e fungono da innesto standardizzato per il mandrino L ingombro della catena dal piano di appoggio del cono di 53 mm quota significativa in quanto andr a definire le dimensioni degli utensili alloggiabili nel magazzino Fig 3 12 assieme maglia porta utensile Fig 3 14 pinza portautensile in Ertalon 66 GF30 Fig 3 13 dettaglio maglia neutra e perni Fig 3 15 dettaglio del collegamento tra due moduli base 56 3 2 4 GRUPPO CARTER DI PROTEZIONE Il magazzino dotato di un carter in materiale plastico ABS che lo copre superiormente per proteggere gli utensili e i propri componenti dagli scarti di lavorazione segatura trucioli etc Per garantire la possibilit di interfacciarsi con l elettromandrino presente un sistema con sportellino mobile pneumaticamente movimentato che va ad aprirsi nella fase di cambio utensile Tale sistema costituito da un pattino a ricircolo di sfere che va a traslare su una rotaia spinto da un cilindro pneumatico Fig 3 16 carter protezione al cad 3 2 5 GRUPPO FOTOCELLULA Questo gruppo va a verificare la presenza dell utensile nella postazione di scambio in modo da procedere con le operazioni di scambio utensile in sincronia con l elettromandrino Per garantire una corretta lettura tale gruppo asservito da un sistema di soffiaggio che provvede a mantenere pulita la fotocellula Fig 3 17 dettaglio cablaggi pneumatici ed elettrici Fig 3 18
100. lli attualmente in uso La prima idea di sviluppo prodotto suggerita dalla SWOT Analysis verr cos effettivamente realizzata andando ad ottenere con un costo in termini di risorse umane ed economiche relativamente basso Questo magazzino si allineer al meglio al livello della nuova versione del centro di lavoro Accord 20 FX diventando elemento di distinzione tra le offerte dei concorrenti Come gi anticipato ci sar integrato da un ulteriore progetto di sviluppo atto ad incrementare le prestazioni del magazzino Tale processo sar descritto nei successivi capitoli 4 2 3 PRESTAZIONI TEORICHE OFFERTE Risulta interessante ricavare le prestazioni previste per questa nuova soluzione sia a regime massimo del motore che a regime ridotto a 2500 rpm La velocit lineare della catena rimarr invariata proprio grazie al mantenimento della trasmissione originale ovvero rispettivamente pari a 37 76 m min e 18 88 m min Ci che andr a modificarsi sar la velocit di rotazione della catena ovvero quella relativa al tempo necessario ad una rotazione completa della stessa in quanto la sua lunghezza complessiva va a ridursi i132 S lmodulo base 32 3328 mm Vcatena Ocat 5000 71 11 34 rpm catena 32 E Vcatena 2500 7 5 6 rpm larena _32 81 CAPITOLO QUINTO 5 INCREMENTO PRESTAZIONALE Riprendendo i risultati dell analisi SWOT ricordiamo che parallelamente allo sviluppo del magazzino ridotto ven
101. locit massima Vmax 5000 rpm Momento d inerzia del rotore Jrot 0 000148 kg Tabella 3 8 specifiche tecniche del motore Massa totale traslante M 300 kg Attrito F 0 2 Forze di attrito Fa 350 Tabella 3 9 specifiche sistema traslante equivalente 62 Rapporto di riduzione Trid 70 00 Rendimento 0 90 Velocit nominale di ingresso Vnomrid 2000 rpm Massima velocit di ingresso Vmaxrid 5000 rpm Coppia nominale in uscita Tnomrid 110 0 Nm Coppia massima in uscita Tmaxrid 190 0 Nm Inerzia tot all asse veloce Jria 0 000310 Tabella 3 10 specifiche tecniche riduttore epicicloidale Cominciamo dalle condizioni massimali La velocit massima di rotazione del motore di 5000 rpm ovvero 523 598 rad s perci la velocit del pignone collegato al riduttore sar Nmot ig LE 71 429 rpm Wpig 7 479 rad s I tratti critici della corsa degli utensili sono le inversioni del moto in quanto i raggi di curvatura generano accelerazioni centrifughe che tendono a sfilare l utensile dalla propria sede Essendo noto l interasse tra gli utensili b 395 28 mm calcolato all asse utensile quello tra i due rami della catena 168 27 mm calcolato all asse dei cuscinetti e pari al diametro del pignone possiamo ricavare la velocit della catena la velocit periferica degli utensili in curvatura e l accelerazione centrifuga
102. mascherato 24 Magazzino utensili posteriore Magazzino utensili laterale BRC Potenza Rotazione max n posti n posti kW g min Elettromandrino supplementare 3 assi Potenza Magazzino utensili on board Testa di foratura Mandrini indipendenti Potenza Rotazione Installazione Peso macchina kW n posti N kW g min Kg Tabella 1 5 specifiche tecniche Accord 30 FX Livello Prodotti Produttivit d investimento Fino a 20 Porte e finestre 150 180 000 finestre turno Tabella 1 6 mercato obiettivo Accord 30 FX 16 24 48 8 10 12 18 000 9 5 da 14 a 50 3 2000 8000 6000 9000 Impiego 2 turno giorno 1 2 4 ACCORD 40 Fig 1 14 Accord 40 FX 25 top di gamma SCM l Accord 40 fx 180 000 210 000 Euro un evoluzione del 30 fx con il quale condivide la dotazione delle unit di lavoro e dei magazzini utensili La produttivit incrementata anche grazie all utilizzo di un manipolatore che interfaccia elettromandrino e magazzino in grado di abbattere i tempi di cambio utensile Area piano di lavoro a barre Area di lavoro X Area di lavoro Y Passaggio pezzo ASSI Velocit vettoriale assi X Y Elettro mandrino Potenza elettromandrino 5 assi Rotazione max Potenza elettromandrino 3 4 assi m min kW g min kW 3680 6360 1680 1905 350 90 11 13 15 24 000 8 5 12 13 26 Rotazione max Magazzino utensili on board per
103. n base alla posizione d installazione montati sul portale mobile sul basamento o solidali con i gruppi aggregati Quelli che vanno ad interfacciarsi con l unit principale di lavoro sono propri delle prime due categorie e possono essere a rastrelliera a 10 posizioni automatici rotativi a 16 o 24 posizioni o a catena a 48 posizioni ON BOARD SUL MONTANTE x Specifica On board Utilizzo secondo 12 On Board L 16 Montante 24 Montante mandrino Magazzino per T NO NO NO SI er LI I Max diametro UT Tabella 3 1 moduli magazzini utensili disponibili per i centri di lavoro Parte 1 49 SUL MONTANTE SUL BASAMENTO Specifiche 4 Magazzino per H5 425 x trairami Mii diametro Tabella 3 2 moduli magazzini utensili disponibili per i centri di lavoro Parte 2 50 3 2 STRUTTURA E COMPOSIZIONE Il magazzino utensile orizzontale prevede un ingombro approssimativo di 2760 mm in direzione X longitudinale e 520 mm in direzione Y trasversale La massa complessiva massima caricabile di 300 kg Le principali quote e specifiche tecniche sono elencate nelle immagini e tabelle seguenti 94 179 Fig 3 3 dimensioni e quote del magazzino 51 CARATTERISTICHE TECNICHE DEL MAGAZZINO A CATENA Pos utensili disponibili 48 Interasse tra posizioni consecutive mm 104 Distanza tra i due rami catena mm 399 Massa massima di utensile 12 15
104. na 45 3 Magazzino automatico a catena a 48 posizioni essent netten tnter 45 dsl LA progettazione Modal e sss concidere etri th a tbt 45 3 2 COMPOSIZIONE eaae devenu leslie 50 321 Gr ppo telalo portante sai does hue hes 52 3 2 2 GFUppo Motorizzazione ae 53 92594 GIAppo calehda allea 54 324 GFUPpo CarterdEproteziONes sssssiinniblani 56 32 54 lt Gripporroto celiaca een elle 56 3 2 EUN 57 3 3 JDimensionamenti e 61 34 PincipralpEtoPeLtdzIOHegscuo uso dederat nec Een isa 68 Capitolo Quarto 69 Riduzione OS i reed 69 ZI Amalisitrunzionale 69 42 S 5calaturqd a 75 4 2 1 Fattore di riduzione dimensionale 75 412 2 RicoMpilazionedisonta ina 76 425 Prestazioni teoriche Oerter oana aa 80 Capitolo diana 81 5 Imcremento prestazionale 81 5 Stato dell arte del gruppo afferraggio umrum nennen 82 SLi Dinamiche del ond in curva ale 82 5 1 2 Caratterizzazione delle prestazioni della pinZa uu ie 86 5 2 Modellazione del gruppo afferraggio essere 92 521 Modelo anali Conesa amoto i eL tL S LE DUE 92 9 2 2 PrESS
105. nante attualmente in produzione dall altra la pianificazione di un processo di incremento prestazionale che va ad interessare tutti i modelli di magazzini a catena presenti e futuri L analisi dei bisogni del cliente e delle proposte della concorrenza ha definito al meglio le caratteristiche del nuovo prodotto il che dovrebbe dare un buon margine di sicurezza sul successo dell operazione al momento dell immissione nel mercato Non di secondaria importanza l analisi funzionale dei costi eseguita come punto di partenza della fase di scalatura Tale analisi ha dato importanti indicazioni sui possibili sviluppi futuri del progetto mostrando come la funzione pi onerosa sia quella di movimentazione Ad inizio progetto sono state considerate diverse soluzioni alternative alla catena costituita dalla ripetizione dei moduli base un esempio per tutti pu essere l eliminazione delle maglie neutre a favore dell utilizzo di una catena commerciale a cui connettere le pinze che in tal maniera non contribuiranno pi alla funzione di movimentazione ma solo a quella di manipolazione dell utensile Questa soluzione gi adottata da alcuni concorrenti e potrebbe essere una valida alternativa Sempre prendendo spunto dalla concorrenza per abbassare i costi della movimentazione si pu prevedere l eliminazione del corpo in alluminio della pinza e ridurla al solo materiale polimerico eventualmente con un anima metallica per conferirle maggiore resistenza
106. ne del sistema e test 47 Come gi pi volte sottolineato i principali benefici apportati da questa trasformazione del processo di progettazione sono e Aumentare la massima complessit gestibile limitando il livello d interazione fra i vari elementi componenti e riducendo conseguentemente il numero e l ampiezza delle iterazioni necessarie per completare fasi di progettazione produzione e Permettere di sviluppare contemporaneamente parti di un progetto pi grande Aumentare la tolleranza all incertezza e la capacit di innovare Relativamente all ultimo punto occorre ricordare come l approccio modulare basi la sua capacit di innovare soprattutto sui concetti di suddivisione individuazione dei moduli e sostituzione di un modulo con un altro di maggior valore sostanzialmente grazie all applicazione di questi concetti che viene generato l insieme delle possibilit di miglioramento dal quale poi andranno selezionate quelle in grado di far realmente progredire il prodotto Per massimizzare l efficacia di questo meccanismo virtuoso indispensabile che ogni occasione di miglioramento che si presenti possa venire sfruttata a qualunque livello dalla riprogettazione del singolo modulo alla ridefinizione dell intero set di regole di progetto Occorre sempre ricordare che la modularizzazione di un progetto sostanzialmente un attivit di tipo ricorsivo una modifica del processo di progettazion
107. nell opinione pubblica questo lascia presagire un movimento che lega ecologia e qualit della vita lifestyle Quanti prodotti oggi sarebbero credibili e coerenti con questo messaggio oggi Ovviamente questo un ex segnale debole anzi oggi abbastanza forte direi Individuare segmenti di mercato poco o non coperti attraverso una segmentazione accurata si suddividono i consumatori in gruppi in cui le preferenze siano abbastanza omogenee in modo da poter essere serviti con offerte mirate Studio dei non utilizzatori ogni prodotto ha dei non clienti e potrebbe ricavare molte informazioni utili dallo studio delle persone che oggi non comprano il prodotto affatto Ci sono i non utilizzatori dell aereo del treno del bus i non utilizzatori dei rasoi elettrici inon consumatori di birra 1 consumatori di vino i non sottoscrittori di polizze vita ecc Tra i tanti motivi per cui esistono tali non consumatori una delle possibili cause potrebbe essere data dalla non adeguatezza dell offerta sul mercato da parte delle aziende che vi operano Studiare le motivazioni del non acquisto pu rivelarci molte opportunit da seguire Studio delle aree di insoddisfazione degli utilizzatori del prodotto questo strumento pu legarsi al precedente mettendo in evidenza quali sono le inadeguatezze dell attuale offerta presente sul mercato Ovviamente le opportunit segnalate da questo studio sono forse meno dirompenti di quelle in grado di conquis
108. ni migliori L Accord 20 fx andrebbe 40 cos ad occupare una fascia di mercato in cui attualmente n SCM n la concorrenza sono presenti con forza D altra parte modificare il prodotto per poterlo inserire in questa nuova dimensione potrebbe comportare un investimento difficilmente ripagabile in quanto al costo delle risorse necessarie si sommerebbe la riduzione dei guadagni aziendali dovuta ad una possibile perdita di quote di mercato dei centri di lavoro di fascia superiore in particolare l Accord 30 fx Non per ultimo bisogna tenere in considerazione la possibilit che mettendo mano ad un progetto attualmente funzionante si vadano a generare dei problemi la cui risoluzione richiederebbe un ulteriore dispendio di tempo e risorse Il discorso fin qui fatto sull intero centro di lavoro lo si pu circoscrivere al solo magazzino utensili rimanendo comunque valido in ogni suo aspetto e valutazione in quanto si richiederebbe una rivisitazione delle specifiche tecniche in particolar modo la capacit e i tempi di cambio utensile Fin qua l analisi delle opportunit e delle minacce ovvero di quegli elementi suggeriti dal mercato Il passo successivo quello di andare a definire i punti di forza e di debolezza dell azienda cio la situazione interna per poter definire delle strategie di successo e ottimizzate per gli obiettivi prefissati In primo luogo SCM essendo un gruppo leader nella produzione di macchine per la lavo
109. non generino delle componenti di forze radiali Non potendo intervenire sulle superfici cilindriche incliniate del cono e della pinza essendo il loro profilo normato si pu solo introdurre delle nuove superfici su cui scaricare le tensioni Da qui l idea di generare un bordino integrato con la pinza che aiuti le superfici inclinate a sorreggere inferiormente il cono e a bloccarne la rotazione Se dimensionata e realizzata correttamente questa appendice 121 dovrebbe essere in grado di limitare gli spostamenti dell utensile combinando l azione della ridistribuzione delle pressioni sgravando conseguentemente la sede del cono e dell incremento di rigidit dato dall aumento della sezione resistente della pinza Inoltre essendo un integrazione della pinza originale che non necessita di alcuna modifica aggiuntiva permette di mantenere inalterato il resto del magazzino in caso di un riscontro positivo si andr semplicemente a modificare lo stampo di produzione e si sostituiranno le pinze originali con quelle modificate In questa maniera si dovrebbero limitare eventuali problemi dati dalla modifica del progetto che ricordiamo essere attualmente perfettamente funzionante seppur non ottimizzato N In primo luogo stato realizzato al cad questo bordino secondo un dimensionamento di massima stato convenuto di realizzarlo con uno spessore di 2 mm con una sezione distanziale con profilo uguale a quello originale di 1 mm per pe
110. ntazione Ligue 90 schema dell azione del cono il estrazione esee nennen 92 modello a caio 92 sovrapposizione degli effetti dei carichi e relative deformate 93 schema azioni inerzial sull utensile siiis a 95 SuperHci di 6oDtatto CONO sacca elia 95 superfici sollecitate dall azione della forza d inerzia 95 componenti della pressione per unit di SEZIONE 95 pressione puntuale normale alla superficie essere 96 dettagli delle superfici reagenti sotto l azione del momento inerziale 97 angola abbraccio della nimc qus cbe bn e eto on e 97 andamento delle pressioni sulla sede della pinza sss 97 dettaglio dell andamento delle 99 Modello Semplincato al CAD stes ad De e ic protein D in im tertii p ibus 103 MESH delanogdelo della pinza ai a 103 schema diadpplicazione del dE 160 toni a 104 modifiche e sistema di sospensione della pinza esses 105 scroller 105 Fig 5 36 dettaglio delle caratteristiche dell Ertalon 66 GF30 estrapolato dal catalogo M A 105 spostamenti con
111. ntiva si potrebbe valutare un ulteriore incremento di velocit di rotazione della catena Tuttavia ci non avviene in quanto gli utensili per il massello sono notevolmente pi pesanti Fcentrifuga Mutensile Amagazzino Myiportato centrifuga Dparicentro Passando agli effetti di queste dinamiche si comprender come la forza d inerzia tenda ad estrarre il cono dalla pinza lungo la direzione corretta di estrazione inserimento ovvero lungo il piano della pinza A questo si somma l effetto del momento cio una rotazione del cono all interno della pinza che comporta la perdita del combaciamento tra le superfici di appoggio della pinza e la gola di riscontro sul cono Da qui lo sbandieramento dell utensile Questo fenomeno viene chiamato effetto cavatappi per analogia con il movimento con cui si va a fare leva sul tappo per stappare le bottiglie Fig 5 5 fotoframe che mostra lo sbandieriamento Fig 5 6 effetto cavatappi estremizzato dell utensile in curvatura 85 Il sistema costituito dal corpo in alluminio e dalla pinza in Ertalon offre una rigidit sufficiente per contrastare la forza centrifuga dell utensile senza cos allargarsi eccessivamente permettendone la fuoriuscita non controllata invece l effetto cavatappi che provoca la caduta dell utensile in quanto la leva che si applica con la rotazione dell utensile va ad allargare maggiormente la pinza e a ridurre la superficie di a
112. o 312 21 N mm Possiamo cos affermare che il bordino va effettivamente ad incrementare la rigidit del sistema garantendo delle migliori prestazioni in tenuta Per completare l opera sarebbe opportuno confrontare il materiale di prototipazione con il Nylon caricato con fibre di vetro In particolare pu risultare utile un confronto sull attrito offerto Infatti all inserimento del cono nella pinza in ABS Plus si notata una resistenza maggiore nella rotazione all interno della sede Questo effetto pu essere ricondotto a e Peggiore finitura superficiale e Coefficiente maggiore Gi ad occhio nudo si possono notare i singoli piani di deposito del materiale di modellazione il che chiaramente causa di una resistenza pi elevata Fig 5 70 dettaglio degli strati successivi di materiali depositato in fase di stampa tridimensionale Per ottenere dei valori dei coefficienti d attrito calibrati per i materiali effettivamente utilizzati sono state preparate ulteriori prove sperimentali su un piano inclinato In primo luogo sono state prese due pinze una in Ertalon l atra in ABS Plus ed stata spianata la loro superficie superiore in questa maniera essendo geometricamente uguali si otteneva la stessa superficie di contatto Il piano su cui si fatto scorrere le pinze per valutare l attrito era in ghisa e veniva inclinato tramite un cavalletto alzabile tramite meccanismo a vite Sono state 127
113. o della maglia pinza porta utensile dal momento che essa funge sia da afferraggio che da maglia della catena il costo della singola pinza viene equamente diviso tra la funzione di movimentazione e afferraggio rilascio Nell eventuale caso in cui la scalatura non permetta di raggiungere la soglia obiettivo un eventuale primo intervento dovrebbe essere destinato proprio a questa funzione anche andando a cercare soluzioni diverse da quella adottata attualmente Altra funzione onerosa quella relativa all allineamento con il mandrino comprendendo tutto il gruppo azionamento 75 4 2 SCALATURA DEL PROGETTO La fase successiva stata quella di eseguire una riprogettazione sulla carta del magazzino passando dalle 48 alle 32 posizioni con l obiettivo di avere un prodotto che rientri nel target prefissato a livello commerciale Infatti alla luce dei XXXX XX Euro del dispositivo a 48 posizioni si ritenuta accettabile una riduzione del 15 ovvero di circa XXX Euro per il modello ridotto il target di costo sar quindi XXX Euro L operazione consiste nella semplice ricompilazione della distinta del magazzino andando modificare le quantit dei componenti Per esempio il modulo base insieme di maglia neutra maglia pinza pinza in Nylon perni cuscinetti etc rimarr invariato ma si passer dalle 48 quantit alle sole 32 Questo varr per i soli elementi ripetibili e o commerciali che non variano le proprie dimensioni in fun
114. o pi di una certezza per avermi fatto crescere per esserci sempre stato per avermi semplicemente voluto bene 149 Grazie ad Arianna mia casa e mio rifugio per avermi sopportato quando l ansia degli esami prendeva il sopravvento e per aver gioito con me per ogni mio successo Ma soprattutto grazie per aver condiviso con me questi anni sei la mia sicurezza la mia vita Grazie a Marcello sei per me un fratello maggiore sempre un passo avanti a me pronto ad darmi qualche dritta sempre pronto a nuove avventure poco civili Grazie a Gianni per l amicizia e l affetto che ci vogliamo E avanti con la nostra guerra all umilt Agli amici vecchi e nuovi Come dimenticare i miei amici di Sant Angelo Stino Fabri Lollo Loris Andrea Emanuele Marco Gloria Laura Giulia Jennifer Milena Matteo Stefano Ea Sara Jeanpierre Arianna Eleonora tutti gli altri con cui ho camminato per un pezzo di strada Grazie a Ilaria per il bene che ci vogliamo senza grandi manifestazioni Uno sguardo ci basta ancora per capire che non ci perdiamo Alla Parrocchia di Sant Angelo La mia seconda casa Non riuscir mai a darti nemmeno un centesimo di quanto hai dato a me in questi anni E grazie al gruppo giovanissimi ai miei ragazzi 96 97 98 99 e 00 Siete fantastici A Santa Rita vera patrona dei casi impossibili A tutti quelli che fanno parte della mia vita senza di voi non sarei arrivato a questo tragua
115. one 25 0 0000146 In conclusione 64 Jcarico Jia Imagazzino Jpignone 0 000806 kg _ Jcari Rapporto d inerzia 5 45 motore Jtt Imotore tloarico 0 000954 kg A questo punto possiamo valutare l accelerazione massima impressa alla catena ovvero quella data dalla coppia di picco del motore an Chicco C icco O ze ax 9432 06 rad s tot D Amar 11 34 m s Tale accelerazione sar anche l accelerazione tangenziale che agisce sugli utensili in curvatura Valutiamo ora l accelerazione della catena a un valore di coppia nominale del motore i Arominale 3668 02 rad s gt anom 441 m s tot Per caratterizzare il magazzino in termini di prestazioni e sollecitazioni cui sottoposto andiamo a valutare un ciclo di test che prevede Una rotazione dalla posizione 1 alla 25 ovvero pari a mezza catena con pausa di 3 secondi e Una rotazione dalla posizione 25 alla 37 un quarto di catena con pausa di 30 secondi e Una rotazione dalla posizione 37 alla 13 met catena con pausa di 3 secondi e Una rotazione dalla posizione 13 alla 18 un ottavo di catena con pausa di 3 secondi 65 AAAAGGL Fig 3 26 ciclo di valutazione prestazioni Una singola operazione di scambio utensile pu essere scomposta da qu
116. oporzione riusciamo ad ottenere il modulo pi idoneo con il quale aggiornare le caratteristiche del modello Ci aspettiamo chiaramente un valore pi basso rispetto a quello da catalogo Ecatalogo ASsimulazione 3200 17 71 EErtaon 89 2961 AS 9 57 2 j DEFINIZIONE DEI VINCOLI E VERIFICA ATTENDIBILIT A questo punto si pu iniziare a lavorare sull intero gruppo afferraggio e sulle interazioni tra pinza in Nylon e corpo in alluminio Tale sistema offrir una rigidezza nettamente pi elevata rispetto a quella offerta dalla sola pinza in tecno polimero per via del contatto tra le superfici di essa e quelle del corpo in alluminio che ne limita la deformazione stato cos necessario valutare quali superfici entrano effettivamente in contatto durante il moto relativo tra cono ed 107 utensile sia per definire la tipologia di vincolo da applicare sia per poter semplificare il modello Strumento essenziale per questa valutazione sono i disegni con le tolleranze degli elementi Si pu ipotizzare innanzitutto che il contatto avvenga nella zona posteriore della pinza dove le geometrie e le tolleranze ammettono interferenza come mostrato in figura Tee ST S i VEDI DETTAGLIOA 6 6 _Rev03 x E 2 77 A Fig 5 38 tavola quotata della pinza in alluminio U i E 13_ gt 2 Na X SS
117. otevolmente distante dal piano di appoggio Inizialmente il magazzino stato fatto ruotare a 2500 rpm motore ovvero alle attuali reali condizioni di funzionamento A tale velocit non si riscontra effettivamente nessun fenomeno di cavatappi nemmeno per l utensile critico A questo punto la velocit stata innalzata fino a 4000 rpm non si passati direttamente alla velocit massima di 5000 rpm per ragioni di sicurezza in quanto sarebbe stato molto concreto il rischio di caduta degli utensili A queste condizioni l utensile critico in curvatura va ad impennare sensibilmente A 5000 rpm sarebbe stata plausibile la caduta dell utensile dee emm iu vu Fig 6 7 fenomeno di sbandieramento dell utensile in curvatura Successivamente stata installata la piastra sagomata sulla pinza dell utensile critico e fatto ruotare il magazzino sempre a 4000 rpm per valutare i benefici introdotti In questo caso l utensile non manifesta instabilit in curvatura mantenendo il proprio asse verticale Per valutare il potenziale di questa soluzione si effettuato un ultimo test spingendo il motore alla massima velocit ovvero 5000 rpm e riscontrando una effettiva stabilit del moto verificando direttamente sul magazzino in condizioni di lavoro reali l efficacia della soluzione 141 Si potrebbe pensare di utilizzare questi lamierini piuttosto che andare a modificare lo stampo o realizzarne uno specifico per l
118. porto aereo treno bus e Massima flessibilit e Estremamente pericolosa sotto il profilo della sicurezza da incidenti e Adatta all individualismo edonistico e Necessit di spese aggiuntive una volta arrivati a destinazione parcheggi soste e Decisamente economica se si viaggia in gruppo a pagamento specie se diesel e Molto costosa se si viaggia da soli e Pericolo di dilatare i tempi di e Percepito come mezzo pi veloce dopo l aereo percorrenza in funzione del traffico e Livello di comfort capacit di carico bagagli e Diffusione sul mercato di auto piccole in grado e Incremento deicosti di gestione delle di garantire un elevato livello di comfort ed un autovetture consumo molto basso anche per distanze Perdita di quote di mercato per via sevar dell invecchiamento della popolazione e Mezzo favorito dal target giovani possibilit specie nelle regioni con pi anziani di mantenere quote elevate nelle regioni con pi giovani Tabella 2 4 esempio di SWOT analisi applicata al mercato dei trasporti 35 Fin qui lo schema di analisi Formare una strategia partendo dallo schema della SWOT significa per arricchire il modello di analisi con altri concetti molto importanti che influenzano la creazione la scelta e l efficacia delle strategie e Responsabilit sociale intesa come senso etico sia verso il mercato e la societ nel complesso che nei rapporti tra singoli individui e Valori mana
119. ppoggio del pinza Fig 5 7 dettaglio del bordo che funge da sede per il Fig 5 8 dettaglio del bordino usurato a cause cono dell effetto cavatappi La fuoriuscita del cono accade solo quando abbiamo valori di rotazione importanti ma anche rotazioni di minore entit comportano alcuni problemi il cono va a puntare sulle superfici inclinate di tenuta andandole ad usurare progressivamente con il passare del tempo e dei passaggi in curvatura Alla distanza si sar costretti ad intervenire con operazioni di manutenzione atte a sostituire i corpi in Nylon maggiormente danneggiati Possiamo applicare quest analisi agli utensili considerati limite e presentati nel terzo capitolo di questa tesi Ricordiamo le loro caratteristiche SCHEMA A pos baricentro utensile 12 kg Massa kg Dparicentro mm 165 max Tipo A 12 165 Tipo 15 110 Tabella 5 1 descrizione utensili limite Fig 5 9 schema utensile 96 In questo casi coincidendo l asse baricentrico con quello del cono il raggio di curvatura sar pari a 199 47 mm 2500 rpm la velocit angolare di 3 74 rad s il che si traduce in una accelerazione centripeta del baricentro di 2 79 5 Di conseguenza 2500 rpm Forze centrifuga N Momento Nm Tipo A 93 48 15 42 Tipo B 116 85 12 85 Tabella 5 2 sollecitazioni generate a 2500 rpm Questi sono i valori di forza e momento che considereremo inizialmente come limite oltre i
120. ra mobile della macchina cantilever trave a sbalzo trasporta i gruppi di lavoro ovvero un unit fresante a 5 assi e un gruppo per foratura a 18 mandrini 12 verticali e 6 orizzontali pi lama integrata La produttivit si assesta a un massimo di 25 porte per turno di lavoro Il target d investimento di 100 000 120 000 Euro Fig 1 7 testa a forare con lama integrata Livello Prodotti Produttivit d investimento Porte 100 120 000 Fino a 25 porte turno Tabella 1 2 mercato obiettivo Accord 10 FX Impiego 1 turno giorno 20 1 2 2 ACCORD 20 FX Fig 1 8 Accord 20 FX Il secondo modello SCM un centro di lavoro configurabile di classe media concepito per la produzione di porte e finestre con un livello d investimento di 120 000 150 000 Euro Differisce dal modello precedente per la struttura mobile a portale gantry structure soluzione pi rigida che permette di ridurre notevolmente le vibrazioni che potrebbero peggiorare le finiture in lavorazione La dotazione consiste in e un unit di fresatura principale a 5 assi denominata Prisma e un unit di lavoro aggregata denominata BRC per le lavorazioni accessorie di taglio fresatura e foratura sia verticale che orizzontale senza necessit di cambio utensile e un unit di foratura che a seconda delle esigenze del cliente pu avere dai 14 30 mandrini indipendenti selezionabili tramite estrazione di 60 mm e gruppo orizzontale due uscit
121. razione del legno ha la capacit di indirizzare pi facilmente il mercato agevolando l introduzione di nuove idee e prodotti all avanguardia Essendo un azienda affermata e di notevole dimensioni ha a disposizione importanti risorse umane ed economiche per lo sviluppo di nuovi progetti Dispone di un Consorzio Studi e Ricerche CSR un laboratorio altamente qualificato che sviluppa studi e sperimentazioni garantendo tecnologie e conoscenze avanzate Oltre tutto ci non bisogna dimenticare che l azienda presente con successo in questo mercato da decenni e possiede tutto il know how necessario per essere all avanguardia il che si traduce in attuali validi progetti dai quali possibile estrarre soluzioni funzionanti e verificate Aspetto negativo dell azienda la scarsa tutela dei propri progetti a causa di una non efficiente politica brevettuale A confronto i concorrenti risultano essere molto pi aggressivi brevettando molte delle loro soluzioni A questo punto non resta che definire le strategie che si decide di attuare 41 Punti di forza Punti di debolezza 2 Espania Gi misi e Scarsa tutela dei progetti e Centro diricerca CSR e Leadership nel mercato e Disponibilit di progetti validi Opportunit Minacce e Invadere una fascia di e Mancata copertura mercato promettente dell investimento attualmente scoperta anche necessario dai concorrenti con un e Dispendio di risorse per un prodotto unico progetto potenzialm
122. rdo Chiedete e vi sar dato cercate e troverete bussate e vi sar aperto Mt 7 7 8
123. ricano sui fianchi della pinza in tecnopolimero Il passo successivo stato quello di realizzare un modello agli elementi finiti meno distante dalla realt per una verifica pi approfondita che funger poi da base per le modifiche future 5 2 1 MODELLO ANALITICO Come anticipato il primo passo stato quello di modellare analiticamente il sistema di afferraggio ad un livello molto spinto di semplificazione A tal scopo il gruppo stato schematizzato con un modello a travi rigide con struttura a C Fig 5 19 schema dell azione del cono il estrazione Fig 5 20 modello a travi rigide 93 I carichi sono stati semplificati con delle forze concentrate in punta alle travi a sbalzo dirette perpendicolarmente al loro asse Infatti il cono dell utensile soggetto ad una forza d estrazione tender ad aprire la pinza a causa della sua stessa forma La struttura chiaramente simmetrica e perci studiata in una sola sua met verr scomposta in due travi a mensola e risolta tramite sovrapposizione degli effetti M F L P L A P 1 1 2 1 F Ytot Fig 5 21 sovrapposizione degli effetti dei carichi e relative deformate Il primo contributo viene calcolato come la freccia statica di una mensola caricata in punta perci FL L 1 L dove E il modulo di Young equivalente del sistema e I il momento d inerzia polare della sezione equivalente Il secondo contributo
124. rmettere il contatto con il cono Nella sezione frontale stato creato un profilo smussato che svolga la funzione di invito per l inserimento del cono per evitare danneggiamenti dati da possibili urti o piccoli errori di allineamento Fig 5 60 modello CAD della pinza con bordino 1 Fig 5 61 modello CAD della pinza con bordino 2 Bisogna per verificare che questa integrazione sia compatibile con gli utensili in uso ovvero che sia presente lo spazio necessario per il suo inserimento Ci si pu riferire al manuale uso e manutenzione dato in dotazione alla macchina 122 D 3 Massime dimensioni utensili vietato utilizzare utensili con dimensioni non compatibili Per la scelta dell utensilie verificare anche che il peso sia compatibile con la portata del magazzino utensili e che la velocit di rotazione sia supportata dalle caratteristiche del mandrino Vedere i capitoli Caratteristiche tecniche dei gruppi operatori D 3 1 Massime dimensioni utensili con eletttromandrino PRISMA K pum qm 5 UTILIZZO A 5 ASSI PRISMA K UTILIZZO A 3 ASSI 2 e 2 Utilizzato a 3 assi E E mW E C c c c Du us Tow C Des c Fig 5 62 direttiva ingombri utensili estrapolata dal manuale di uso e manutenzione Possiamo notare che dal piano superiore del cono alla superficie superiore dell utensile ci devono essere 60 mm
125. si basa il meccanismo di afferraggio degli utensili ovvero un sistema in grado di afferrare tutti gli utensili compatibili con l elettromandrino normato DIN 69893 Infatti le superfici della pinza vanno ad inserirsi nella gola presente nel profilo del cono La geometria della pinza bloccher e sosterr l utensile sotto l azione delle sollecitazioni che si generano durante la normale traslazione della catena mentre la sua stessa elasticit permetter all elettromandrino di andarlo a sfilare o posizionare durante le operazioni di cambio utensile Risulta perci ovvio che la rigidit del modulo pinza inteso come l insieme dell elemento in alluminio e quello in plastica non dovr essere eccessivamente elevate non costringere l elettromandrino ad applicare una forza eccessiva per estrarre l utensile Gli utensili in dotazione ai centri di lavoro per la lavorazione del legno sono di diverse tipologie ma in linea di massima possiamo catalogarli in utensili per 59 e Tagliare seghe circolari per taglio longitudinale e trasversale rispetto alla fibra del legno e Piallare e profilare alberi da piallatura a spessore teste da piallatura frese per finger joint e frese per smussare frese a profilo standard per mobili porte e finestre e Forare punte per fori ciechi passanti per cerniere per svasare e per forare doppio diametro e questi utensili sono delle testine che applicano un bordo pl
126. sistemi sess 125 Tabella 5 13 rilevazioni del piano inclinato per la pinza in Ertalon 127 Tabella 5 14 rilevazioni del piano inclinato per la pinza in ABS Plus 128 Tabella 6 T prestazionr per 8 3500 eiie nba P mtb c cies 137 Tabella 6 2 prestazioni per il cat 48 2500 FEDT nania tete tete mte 137 Tabella 6 prestazioni 48 35000 EDI iiic ii pectet nde Ern ameter ci cies 137 Tabella 6 4 matrice delle strategie suggerite dalla SWOT analisi 142 13 INTRODUZIONE La presenza di un magazzino utensili automatico al giorno d oggi un must per qualsiasi Centro di Lavoro a controllo numerico in qualunque settore di applicazione compreso il mondo delle macchine per la lavorazione del legno Tali dispositivi influenzano in modo importante la produttivit e la flessibilit delle macchine su cui vengono installati In un mercato altamente competitivo e costantemente alla ricerca dell eccellenza prestazionale risulta fondamentale offrire soluzioni sempre aggiornate e innovative senza perdere di vista il target di costo prefissato Obiettivo di questa tesi quello di analizzare in ogni suo aspetto un processo di sviluppo di un magazzino utensili automatico a catena di nuova concezione di produzione del Gruppo SCM d
127. sono derivare gli orientamenti strategici generali da seguire Nella matrice di seguito riportata si evidenzia una mappa costituita da quattro possibili strategie di fondo attuabili combinando fra loro le condizioni interne ed esterne Fattori interni Punti di forza Punti di debolezza Strategie focalizzate sui punti di forza Strategie volte ad investire per Opportunit dell azienda per sfruttare opportunit rafforzare le aree pi critiche per tentare presenti nel contesto esterno di sfruttare le opportunit esterne Strategie con cui si tenta di evitare Fattori esterni Strategie di minimizzazione Minacce aggirare le minacce sfruttando i dell impegno e o di uscita dal mercato propri punti di forza Tabella 2 5 matrice strategica opportunit minacce punti di forza e debolezza 2 3 2 APPLICAZIONE E RISULTATI SWOT ANALYSIS Alla luce di quanto analizzato possibile riscontrare una macro opportunit per questo processo di sviluppo Dal punto di vista dei clienti manca infatti un matching tra i costi e le prestazioni offerte dal modello Accord 20 fx per cui lidea potrebbe essere quella di mantenere il centro di lavoro sul livello di costo attuale andandone per ad incrementare le prestazioni in tal modo ci si allontanerebbe ulteriormente dalla fascia dei centri di lavoro entry level che rimarrebbe esclusiva dell Accord 10 fx andando a giustificare il costo maggiore rispetto ai concorrenti con dotazioni e prestazio
128. t specifici su dei prototipi si pu dire che dimezzandosi gli spostamenti a parit di sollecitazione ed essendo quest ultime proporzionali alla forza centrifuga nonch al quadrato della velocit angolare potremmo aumentare la velocit di rotazione della catena e quindi del regime del motore di V2 ovvero di 1 41 volte Si passer di conseguenza a una velocit di 3500 rpm che comporter per la versione a 48 posizioni le seguenti prestazioni Tempo test Velocit catena Tabella 6 1 prestazioni per il cat 48 a 3500 rpm Confrontiamole con quelle attuali a 2500 rpm e quelle massime a 5000 rpm Tempo test Velocit catena Tempo test Velocit catena Tabella 6 2 prestazioni per il cat 48 a 2500 rpm Tabella 6 3 prestazioni per il cat 48 a 5000 rpm Tale risultato pu essere ritenuto piuttosto soddisfacente andando ad abbattere di 6 secondi il tempo di ciclo test Ci lo si denota ancora pi facilmente dalla velocit in rpm della catena che guadagna circa 1 5 giri al minuto Chiaramente per sfruttare a pieno le potenzialit del magazzino sarebbe necessario portare il regime del motore a 5000 rpm Questa analisi non esclude tale possibilit in quanto si potrebbe prevedere un dimensionamento piu robusto del bordino integrato conferendogli una maggiore rigidezza e riducendo ulteriormente le rotazioni del cono all interno della pinza Possiamo per affermare che a vantaggio di 138 sicurezza a livello
129. tare clientela oggi estranea al prodotto Infatti gli utilizzatori insoddisfatti sono gi acquirenti del prodotto e potrebbero al massimo passare da un brand ad un altro lasciando inalterata la dimensione del mercato torta Mentre le opportunit create attirando i 38 non utilizzatori hanno il pregio di portare nuovi clienti nel settore allargando le dimensioni del mercato una torta pi grande FASE 2 VALUTARE LE OPPORTUNIT PI PROMETTENTI Valutare attentamente le opportunit emerse dalla fase precedente un attivit fondamentale dal momento che non sempre le opportunit si rivelano tali quando le si esamina in profondita Qui importante disporre di dati ed informazioni molto precise che riguardano il contesto La stima delle dimensioni del mercato a cui l opportunit si rivolge l analisi dei competitor e dei loro modelli di business l aspetto logistico la situazione e l affidabilit dei fornitori la situazione normativa e regolamentare del settore la presenza o no di finanziamenti il tipo di canali di vendita i principali vincoli per entrarci la situazione tecnologica le infrastrutture esistenti la stima delle condizioni economiche del mercato target ecc Lo strumento strategico utile in questa fase la matrice delle 5 forze competitive di Porter FASE 3 VALUTARE LA SITUAZIONE INTERNA Infine avviene delle capacit potenzialit interne all azienda ovvero ci si domanda se si
130. ttazione strutturale non solo in termini di velocit di calcolo ma anche di approccio procedurale Lo scopo di tale metodo di modellazione quello di simulare in modo realistico il comportamento della struttura definito in termini di parametri di sollecitazione sforzo normale taglio momento flettente di deformazione spostamenti rotazioni e di tensione normale tangenziale Va tuttavia precisato che la modellazione non deve necessariamente aderire il pi possibile alla realt fisica da simulare in quanto un maggiore dettaglio nella sua definizione potrebbe non dare un altrettanto significativo contributo nella precisione dei risultati che ci si attende Il processo di modellazione deve essere invece una procedura di sintesi che consiste nell individuare quali variabili influiscono in modo rilevante sul comportamento della struttura da quelle che lo sono meno Ci essenziale per poter cogliere gli aspetti piu importanti del sistema fisico da analizzare trascurando invece quelli che non danno contributi significativi a questo scopo Per la modellazione del sistema cono d attacco gruppo d afferraggio stato seguito il procedimento classico di affinamento ovvero e valutazione delle azioni rilevanti e dello schema generale della struttura con i relativi vincoli ovvero tutte quelle valutazioni date dai modelli analitici e dall analisi della dinamica degli utensili e creazione della MESH ovvero del modello numerico discret
131. utensile pi prestante si possano andare ad ottenere tempi di cambio utensile nettamente pi bassi Ci si attuerebbe con un aumento del regime di rotazione del motore ed eventualmente anche con l utilizzo di un riduttore con rapporto di riduzione meno spinto 1 50 3 4 PRINCIPI DI PROGETTAZIONE Nello schema seguente mostrata l analisi effettuata per la determinazione delle specifiche tecniche del magazzino a catena attualmente prodotto che rester valida anche per la nuova versione ridotta N di posizioni necessarie di lavorazione Analisi programmazione Diametro Tempo minimo di utensili di riferimento max utensile carico scarico utensile INFISSO PANNELLO da magazzino a TESTINE Massa manipolatore a utensile gt Tempo minimo utensile in lavoro 5 lt Definizione MAGAZZINO A CATENA Licia E Passo maglia N posizioni Dimensionamento strutturale Tempo ciclo Analisi soluzioni attuali lt gt un A E E Analisi di prodotto lt Fig 3 28 schema dei principi di progettazione adottati 69 CAPITOLO QUARTO 4 RIDUZIONE COSTI Ora che stato descritto il magazzino a 48 posizioni possibile andare ad addentrarci nella vera e propria attivit di riduzione costi suggerita dall analisi SWOT mostrata nel secondo capitolo Questa attivit si suddivide in due momenti distinti
132. ve Per lo stesso motivo si posta particolare attenzione all applicazione dei vincoli per simulare l azione dell effetto simmetrico si convenuto di limitare i vincoli alla sola sezione di simmetria in particolare ne stata bloccata la traslazione nelle 3 direzioni cartesiane presso l asse z ovvero l asse ipotizzato come quello di rotazione lasciando invece libera la traslazione in y della sezione pi interna ovvero quella sezione soggetta a trazione in apertura della pinza 105 Fig 5 34 modifiche e sistema di sospensione della pinza Fig 5 35 vincoli sul modello FEM Obiettivo di tale test quello di ricavare dagli spostamenti ottenuti dalle due prove un valore di modulo di elasticit dell Ertalon 66 GF30 pi idoneo e pi realistico per simulare il reale comportamento del materiale Come possiamo leggere dalla tabella seguente il modulo indicato dal produttore 3200 MPa Physical properties indicative values PROPERTIES Test methods Units VALUES ISO IEC Colour black Density 1183 g cm 1 29 Water absorption after 24 96 h immersion in water of 23 C 1 62 mq 30 56 62 p 0 39 0 74 at saturation in air of 23 C 50 RH p 1 7 at saturation n water of 23 p 5 5 Mechanical Properties at 23 C 7 Tension test 8 tensile stress at break 9 tensile strain at break 9 tensile modulus of elasticity 10 Compression test 11 compressive stress at 1 2 5 nom
133. zione del numero delle posizioni Tuttavia in alcuni casi non risulta immediato ricavare la quantit necessaria come per esempio le viti presenti lungo l intero telaio con un determinato passo Perci si convenuto di moltiplicare la quantit originale per il semplice rapporto 32 48 0 66 tale semplificazione giustificata dal costo irrisorio degli elementi in considerazione quali viti e dadi di bloccaggio Per quegli elementi le cui dimensioni invece lo sono si dovuto andare a valutare un fattore di scalatura che partendo dalla riduzione dimensionale desse un costo realistico e ragionevole Per tal motivo stato necessario ricavare le dimensioni teoriche del nuovo magazzino partendo dalle dimensioni del modulo base 4 2 1 FATTORE DI RIDUZIONE DIMENSIONALE Il magazzino ridotto manterr le stesse dimensioni trasversali del magazzino originale in quanto pignone e guide circolari non verranno modificati di conseguenza l interasse tra i due rami di catena rimarr invariato La riduzione delle dimensioni interesser la sola lunghezza longitudinale andando ad accorciare il telaio La lunghezza del tratto rettilineo sara pari alla lunghezza dell intera catena sottratta di due volte la semicirconferenza di curvatura ovvero Loto na base 1 moduli E lcatena Trettilineo T 2 76 Fig 4 2 dimensioni necessarie per la riduzione degli elementi Eseguendo i calcoli otterremo lmodulo base 1
134. zioni e Migliorare le prestazioni Mantenere l offerta della dotazione attuale Tabella 6 4 matrice delle strategie suggerite dalla SWOT analisi 143 APPENDICE CONO D ATTACCO UTENSILE SCM VEDI DETTAGLIO 22 TA DEAZ NON CONVESSO a 92 ui ZONA EQUILIBRATURA EM NON INTACCARE PIANI INCLINATI jola F 0 6 x 0 3 UN 4386 75 VEDI DETTAGLIO C Zona marcatura caratteristiche 4 45 O E 19 98 EDI DETTAGLIO A d40 1 315 18 13 1 10 5 VITE STEI 6 10 UNI 5927 AUTOFRENANTE FORNIRE CON ESAG DI MANOVRA Ne LATO CONICITA 1 10 7 4 Zona marcatura logo vedi nota EDI DETTAGLIO Y 144 APPENDICE B after 24 96 h in water of 23 C 1 at saturation in air o 23 C 50 36 di saturation n Water ci Z3 C Mechanical Properties at 23 8 re tensie svength 10 tensie strain at yield 10 tensie strain at break 10 enste modulus of elasticity 11 Dieleciric dissipation factor tan 0 at 100 Hz 1 MHz Note 1 gam 1 000 kg m 1 MPa 1 Nimm 1 fot EE ISO 72 172 EC 600 60250 EC 60200 60250 EC 60230 60220 60250 50230 ERTALON 66 2 0391074 17 refsering dry materia wakes referring io in equilibeum with the sisndard e t tn orig visi 1 of ISO 82 and done fe 30 mmx The iS VP
135. zzate In particolare possiamo notare un picco di pressione nella zona d invito del cono nella superficie inferiore questo picco la causa dell usura riscontrata sulle pinze e che costringe la sostituzione delle stesse dopo un certo numero di cicli La presenza di pressioni di contatto anche sulla superficie superiore dell invito data dalla torsione della pinza indotta dalle forze e che fa tendere la sezione inferiore a richiudersi gt SS Fig 5 58 fenomeno di torsione della pinza Fig 5 59 usura data dal picco di pressione 120 53 MODIFICHE MIGLIORATIVE Ora che sia l attuale gruppo di afferraggio sia le dinamiche degli utensili all interno della pinza sono stati completamente caratterizzati necessario andare ad ideare delle modifiche atte ad incrementare le prestazioni di tenuta degli utensili in curvatura Ci che necessario ottenere tale incremento prestazionale senza andare a stravolgere il progetto non solo del magazzino ma anche del solo gruppo afferraggio Infatti il modulo pinza storicamente utilizzato da SCM in tutti i suoi magazzini diventando cos il sistema standard di afferraggio cono Rivoluzionando il sistema si renderebbe necessario intervenire su intere famiglie di macchine il che comporterebbe un impiego massiccio di risorse incompatibile con le direttive iniziali di progetto La problematica dell effetto cavatappi come visto consiste nella rotazione del cono d attacco utensile all interno

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