Macchine intelligenti, decisamente ready to Industry 4.0

È stata la tecnologia laser di Yamazaki Mazak la protagonista assoluta degli incontri itineranti che la filiale italiana del colosso nipponico ha organizzato con i propri clienti e i potenziali
utilizzatori di quella che, a tutti gli effetti, è una proposta tecnologica abilitante per l’Industria 4.0. Già, perché, di fatto, il taglio laser è, al pari della robotica, una delle tecnologie più innovative e determinanti per quella che viene definita Smart Factory.

di Fabrizio Garnero

Lo è, a maggior ragione, parlando di Mazak per cui i concetti di IoT, Industry 4.0, digitalizzazione che portano alla “Connected Industry” sono alla base della sua filosofia client oriented e nascono tutti dalle loro macchine, intelligenti già vent’anni fa: una fabbrica è smart non solo se le sue attività di produzione sono convertite in dati digitali, ma se sa scegliere le soluzioni più adatte per soddisfare le sue specifiche necessità. È a partire da questa convinzione che la “visione” di Mazak della fabbrica intelligente si basa quindi non solo su prodotti tra i più innovativi del mercato, come i sistemi di taglio laser a diodo diretto, ma anche su soluzioni per la gestione di fabbrica sperimentati direttamente all’interno dei propri stabilimenti produttivi in Giappone.
Scopo dell’iniziativa era dunque quello di spiegare chiaramente il ruolo che Mazak può avere nell’Industria 4.0 per aumentare la qualità e la produttività fornendo risposte concrete ai propri clienti italiani, indipendentemente dalla loro dimensione aziendale.

Un impegno che parte da lontano
Nell’affascinante cornice della tenuta “Le Cantorie”, una delle cantine più panoramiche della Franciacorta, arroccata al culmine della collina di Casaglio e circondata dai propri vigneti collinari da cui traggono vini Franciacorta e rossi riserva di grande qualità, Yamazaki Mazak ha dunque spiegato come il suo impegno verso l’Industria 4.0 parta da lontano con la realizzazione delle fabbriche Mazak iSMART, che prendono i principi dell’Industry 4.0 e li applicano ai propri impianti di produzione.
“La prima Mazak iSMART Factory™ è stata avviata nel nostro stabilimento a Kentucky, negli Stati Uniti, nel 2015” ha raccontato Giovanni Baccolini, Sales Area Manager della Divisione Laser di Yamazaki Mazak Italia. “Da allora abbiamo continuato a espandere il concetto, prima nella nostra sede globale a Oguchi all’inizio del 2017 e poi nella nostra fabbrica di Singapore a giugno dello stesso anno. La nostra più recente Mazak iSMART Factory™, a Inabe in Giappone, è operativa da quest’anno. Ciò che abbiamo appreso grazie all’implemento dell’Industria 4.0 nelle nostre iSMART Factories, lo utilizziamo per guidare i nostri clienti verso l’innovazione. Nuove macchine, nuovi CNC, nuovi sistemi di automazione per una produttività senza pari”.

Connettere, produrre e analizzare dati in qualsiasi sito produttivo
In una fabbrica Industry 4.0 ogni aspetto della produzione è collegato, monitorato e analizzato, dalla pianificazione della produzione fino alla simulazione virtuale del componente da tagliare, al consumo energetico, alla gestione degli utensili e alle pratiche di manutenzione.  Per questa ragione, Mazak ha sviluppato SMOOTH Technology, CNC con la capacità di connettere, produrre e analizzare dati Industry 4.0 in qualsiasi sito produttivo, fabbrica o officina. “SMOOTH Technology può agire come stimolo per l’introduzione dell’Industria 4.0” afferma nuovamente Baccolini. “Il cuore di tutto è la capacità di raccogliere e analizzare i dati, per creare le condizioni affinché si possano prendere decisioni e adottare le misure più appropriate e veloci, migliorando il rendimento dei vari processi di lavorazione e accelerando, di fatto, la produzione. Come? Attraverso il mantenimento dell’operatività e della produttività delle macchine, aspetto fondamentale che si basa sulla capacità di diagnosticare in anticipo e in modo preciso i potenziali problemi della macchina. L’aspetto interessante è che tutto ciò può crescere, pari passo, con la propria realtà lavorativa. Ciò significa che, aumentando la produzione e introducendo nuove macchine o sistemi di automazione, SMOOTH Technology può essere rapidamente ridimensionata per soddisfare al meglio le esigenze e i requisiti di questo nuovo modello organizzativo che sta radicalmente cambiando il modo di produrre che ha fin qui caratterizzato la nostra industria in generale e il comparto dedito alla lavorazione della lamiera, in particolare”. Ma l’impegno di Yamazaki Mazak per l’Industria 4.0 va oltre il semplice accesso alla piattaforma SMOOTH Technology, che agisce come catalizzatore per la sua implementazione. “Con l’Industria 4.0, le aziende operano attraverso l’uso di dispositivi connessi e la trasmissione di mole di dati sensibili aziendali e personali può essere soggetta a minacce informatiche” spiega ancora Giovanni Baccolini. “In risposta a queste questioni in materia di sicurezza, Mazak, in collaborazione con CISCO, ha sviluppato il sistema di sicurezza informatico di ultima generazione. Questo offre una protezione avanzata e sicura e un’ottima analisi dei dati, inclusi l’accesso a flussi di informazioni e report in tempo reale.
È possibile monitorare i dati da qualsiasi macchina indipendentemente dal produttore, dall’anno di produzione o dal CNC. Questo sistema permette un processo decisionale più rapido e, ancora una volta, una maggiore produttività”. Un’altra freccia alla faretra della digitalizzazione di Mazak è MT Connect, un protocollo di comunicazione royalty free e open source che fornisce dati strutturati con linguaggio XML. Nello specifico si tratta di un protocollo di comunicazione open source, in grado di collegare facilmente dispositivi e sistemi di diversi fornitori per acquisire e condividere informazioni in un formato comune, l’XML per l’appunto. Quando serve come standard di comunicazione completo, questa piattaforma di rete “plug-and-play” assiste le fabbriche nel calcolo dell’efficienza complessiva delle apparecchiature, monitorandole da un sistema, riducendo le perdite di produzione e identificando strategie di produzione snelle.

Il fiore all’occhiello della gamma
Yamazaki Mazak da sempre impone al mercato nuove tecnologie, nuovi standard, anticipando, sovente, soluzioni intelligenti e innovative che in breve tempo diventano strumenti indispensabili nei processi produttivi di chi le utilizza. L’Industria 4.0 e la Fabbrica Digitale non sono certo concetti proprietari a uso esclusivo di Mazak che però, da quanto fin qui presentato, non si è fatta certo trovare impreparata, sia dal punto di vista software – come visto – che hardware pensando alla sua ampia e innovativa gamma di macchine per il taglio laser. “Parliamo di una gamma di prodotto con cui siamo in grado di coprire al meglio e soddisfare qualsiasi specifica applicazione laser, dal taglio 2D al 3D e alla lavorazione di tubi e profilati” spiega nuovamente il Sales Area Manager della Divisione Laser di Yamazaki Mazak. “Il nostro fiore all’occhiello sono le macchine della serie OPTIPLEX DDL che sfruttano al meglio, e per primi, una sorgente laser a diodo diretto, tecnologia d’avanguardia capace di assicurare la massima qualità di taglio e prestazioni di primordine” racconta Baccolini. “L’OPTIPLEX 3015 DDL, che sfrutta un Direct Diode Laser da 4 kW, è, di fatto, la nuova generazione di laser a stato solido per le applicazioni laser industriali, offrendo la massima efficienza per le operazioni di taglio laser, in particolare per gli utenti laser che richiedono un taglio ultraveloce e di alta qualità. La serie OPTIPLEX DDL è in grado di tagliare materiali sottili un 20% più velocemente rispetto ai laser a fibra e i materiali spessi con una qualità superficiale importante. La macchina ha un’accelerazione dell’asse di 1,8 G e beneficia di rapide velocità di traslazione pari a 120 m/min. L’accuratezza di posizionamento viene mantenuta entro ±0,05 mm/500 mm negli assi X e Y e entro ±0,01 mm/100 mm nell’asse Z. La macchina offre inoltre un’elevata precisione di ripetibilità 0,03 negli assi X, Y e Z.
Fondamentalmente, l’OPTIPLEX DDL è una macchina estremamente efficiente in grado di raggiungere un’efficienza del wall plug del 40/50% rispetto al 10% di un risonatore a CO2; al 15/20% per un risonatore a disco e al 30/40 con un risonatore in fibra. L’OPTIPLEX DDL beneficia anche di un design ergonomico eccezionalmente user-friendly, incluso il nuovo controllo MAZATROL PreviewG che contribuisce a realizzare tagli ottimali a grande velocità ed elevata precisione”.

Funzionalità intelligenti al servizio dell’efficacia di taglio
L’OPTIPLEX 3015 DDL da 4 kW è pero solo il picco più alto di una gamma di sistemi di taglio accumunati, al pari del sistema a diodo diretto, da una serie di funzioni innovative e automatiche che ne facilitano il funzionamento e riducono il tempo necessario per il setup dell’impianto. Parliamo, per esempio, della selezione e della sostituzione automatica delle lenti e degli ugelli in funzione del materiale e dello spessore da lavorare. In questo modo, la qualità dei pezzi lavorati migliora e il tempo necessario per il taglio diminuisce permettendo così una riduzione dei costi d’esercizio.
“Viviamo un mercato ormai fatto da molteplici commesse caratterizzate da lotti e quantitativi sempre più esigui che mettono a dura prova la gestione e l’organizzazione delle nostre officine. Per noi offrire delle macchine ready to Industry 4.0 significa perciò dare al cliente degli strumenti che gli consentano un recupero di efficienza ed è la ragione per cui abbiamo sviluppato una serie di funzionalità intelligenti che assicurano elevata efficacia di taglio e grande qualità” spiega chiaramente Baccolini. “Funzionalità come la Multi-Control Torch e l’ampia dotazione di altre Funzioni Intelligenti che incrementano l’efficienza delle macchine, fornendo un funzionamento più semplice e uno straordinario supporto per l’operatore. Sono state sviluppate tecnologie uniche che incorporano e integrano la grande competenza ed esperienza dei nostri migliori operatori macchina per fornire produttività e precisione di taglio ineguagliabili. La funzione Multi-Control Torch, per esempio, grazie al diametro variabile del raggio, consente di realizzare tagli ottimali ad alta velocità ed elevata precisione con una regolazione automatica, e ciò è efficace sia per lamiere spesse che sottili. Sono disponibili numerose funzioni automatiche che facilitano il funzionamento e riduco i tempi di setup per la variazione del diametro del raggio, il rilevamento della distanza focale e il posizionamento automatico a tale distanza, la calibrazione automatica degli ugelli di taglio, la loro pulizia e sostituzione.
È possibile monitorare lo stato operativo della lavorazione laser grazie a un sensore montato sulla testa di taglio che controlla la foratura e rileva eventuali difetti quali bruciature o formazione di plasma”. Insomma, macchine intelligenti e decisamente ready to Industry 4.0.