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Linea di assemblaggio di sistemi di ingranaggi di precisione per la produzione di meccanismi per contatori d'acqua residenziali

Caso studio

Tempo di lettura: minuti

Apator Powogaz SAleader nella produzione di contatori d'acqua, si è trovata di fronte a problemi di precisione nell'assemblaggio dei complessi sistemi di ingranaggi contenuti nel meccanismo dei contatori d'acqua residenziali. Il processo manuale di assemblaggio di queste parti richiedeva molto tempo, richiedeva molta manodopera, era soggetto a errori e limitava l'efficienza della produzione.

L'azienda aveva bisogno di una soluzione innovativa per automatizzare l'assemblaggio, ridurre i tempi di produzione, aumentare la produttività, eliminare gli errori e mantenere la massima qualità dei contatori dell'acqua.

Apator Powogaz è il principale produttore mondiale di contatori d'acqua. Vanta oltre 100 anni di esperienza nella produzione di contatori d'acqua, contatori di calore e ripartitori di costi di calore. L'azienda è specializzata nella lettura dei consumi a distanza, nella fatturazione e nella gestione dei sistemi di distribuzione dell'acqua e del calore. Con il suo stabilimento all'avanguardia e un team di 400 dipendenti, Apator Powogaz opera in oltre 60 mercati di esportazione, con un fatturato previsto per quest'anno di 350 milioni di zloty. Solo nel segmento dei contatori d'acqua, l'azienda detiene una quota del 50% del mercato polacco e del 7% del mercato europeo.


La situazione

Il processo di assemblaggio del sistema di ingranaggi del meccanismo del contatore dell'acqua prevedeva l'assemblaggio di molte piccole parti meccaniche diverse, per un totale di oltre 20 tipi di ingranaggi, tra cui alcuni dotati di magneti al neodimio. Ciascuno di questi meccanismi era composto da un disco bianco superiore e da un disco nero inferiore, anch'essi disponibili in diverse varianti e design, complicando ulteriormente l'intero processo. Componenti così diversi richiedevano precisione e accuratezza nel monitoraggio del flusso d'acqua che passava attraverso il contatore e l'azienda aveva bisogno di una soluzione efficiente per affrontare questa sfida impegnativa.

Prima dell'automazione dell'assemblaggio degli ingranaggi, il processo veniva eseguito manualmente, il che non solo rendeva il processo inefficiente, ma anche soggetto a errori e difetti di produzione, creando difficoltà nel garantire la continuità della produzione e la precisione dell'assemblaggio. Questi problemi di qualità e il costo del lavoro manuale gravavano notevolmente sul bilancio dell'azienda.


Il problema

Apator Powogaz ha deciso di ottimizzare il processo produttivo per ridurre il lavoro manuale, migliorare i processi di garanzia della qualità e ridurre i costi di produzione. Si è trattato di un investimento e di una sfida enormi, poiché è stato necessario creare soluzioni complesse e innovative per l'assemblaggio automatico del meccanismo a ingranaggi dei contatori dell'acqua.

All'interno di questo complesso meccanismo a ingranaggi vi è un gran numero di configurazioni diverse, fino a 70 varianti diverse, ognuna delle quali è stata realizzata per soddisfare requisiti applicativi specifici. Era necessario assemblare con grande precisione un'ampia gamma di configurazioni e componenti.


La soluzione

In risposta alle esigenze del produttore, il Dipartimento di Robotica e Automazione del Gruppo Apator ha sviluppato una macchina avanzata per l'assemblaggio automatico del meccanismo a ingranaggi. La macchina è stata progettata per garantire la massima precisione, efficienza e qualità dell'assemblaggio.

Gli ingegneri del Dipartimento di Robotica e Automazione hanno proposto una soluzione basata su una tavola rotante indicizzata con un robot di assemblaggio industriale. La linea di assemblaggio automatizzata doveva utilizzare sistemi robotici e di visione all'avanguardia per soddisfare i requisiti specifici dell'assemblaggio del meccanismo a ingranaggi.

La tavola rotante ospita zoccoli universali, in modo che diversi modelli di prodotto possano essere inseriti nello stesso zoccolo. Ogni zoccolo è progettato con precisione per adattarsi perfettamente ai componenti corrispondenti. Ciò consente un'elevata ripetibilità e precisione nell'assemblaggio.

Il processo utilizza cinque alimentatori a vibrazione per alimentare con precisione i componenti successivi per l'assemblaggio. Cinque robot di assemblaggio avanzati, ciascuno programmato per eseguire varie operazioni di assemblaggio. I robot forniscono un posizionamento e una pressione accurati per garantire che i componenti siano assemblati in modo ripetibile e in conformità alle specifiche di progetto.

Inoltre, sono stati utilizzati numerosi sensori Balluff (560 parti diverse in totale), responsabili del controllo continuo della qualità durante l'assemblaggio. Questi sistemi analizzano accuratamente la posizione e il colore dei pezzi per rilevare anche le più piccole deviazioni, in modo da poter affrontare immediatamente i potenziali problemi.


Come funziona.

Il processo inizia con il prelievo dei pezzi semilavorati dai pallet di trasporto situati sui nastri trasportatori. Il sistema di visione Balluff verifica quindi il corretto funzionamento del meccanismo controllando l'allineamento di ingranaggi e tamburi in posizioni specifiche. Dopo la verifica positiva, il semilavorato passa alla tavola rotante dove viene aggiunto il componente successivo. Grazie a prese progettate con precisione, i componenti vengono posizionati accuratamente sotto i robot e assemblati con un'elevata tolleranza. L'intero processo di assemblaggio richiede solo 8 secondi e i robot lavorano in armonia per garantire un flusso regolare di semilavorati attraverso la linea di produzione. Il prodotto finale è numerato singolarmente con un marcatore laser, che consente di tracciare ogni contatore d'acqua per tutta la sua durata. In questo modo è anche più facile identificarlo in caso di problemi, il che è fondamentale per mantenere un'eccellente qualità del prodotto.

Funzionamento accurato della macchina:

  • Il processo inizia prendendo un prodotto semilavorato (gruppo di dischi bianchi) da pallet di trasporto dedicati e posizionandolo su una speciale tavola rotante a due posizioni.

  • Una telecamera scansiona il semilavorato identificando la corretta posizione dei pignoni e dei tamburi l'uno rispetto all'altro per garantire una misurazione precisa e accurata del flusso d'acqua attraverso il contatore.

  • Il gruppo del disco bianco è montato saldamente nella cavità del prodotto su una tavola rotante per garantire un posizionamento preciso e ripetibile.

  • I robot di assemblaggio industriale nelle stazioni successive montano gli ingranaggi appropriati, inserendo con cura un perno di 1,7 millimetri di diametro nel foro di 1,8 millimetri di diametro del disco bianco.

  • Una telecamera scansiona il meccanismo di ingranaggi preassemblato, identificando il corretto ingranaggio e la posizione dei componenti.

  • Il disco nero viene inserito saldamente nel meccanismo di ingranaggi e un circuito proprietario dedicato simula il flusso del fluido e assicura che l'assemblaggio sia corretto.

  • Il prodotto finito è racchiuso in un involucro sigillato dove viene effettuata la marcatura laser per mantenere la completa tracciabilità.

  • L'intero processo richiede solo pochi secondi, il che significa che ogni 8-9 secondi un altro contatore d'acqua completo e montato con precisione esce dalla linea di produzione.


Vantaggi per il cliente

Grazie all'implementazione dell'innovativa soluzione per automatizzare l'assemblaggio dei meccanismi a ingranaggi, Apator Powogaz SA ha registrato una serie di vantaggi chiave:

  • Precisione e ripetibilità.L'uso di robot avanzati e di sistemi di visione e sensori ha permesso di mantenere un'elevata precisione e ripetibilità dell'assemblaggio, eliminando errori e difetti di produzione.

  • Riduzione dei costi e aumento della produttività.L'automazione del processo ha portato a una significativa riduzione dei costi e a una maggiore efficienza produttiva. La macchina funziona 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza bisogno di pause di riposo o cambi di personale, aumentando ulteriormente la produttività. Grazie all'installazione rapida e precisa dei contatori d'acqua, l'azienda è in grado di soddisfare una maggiore domanda di prodotti e di aumentare la propria redditività.

  • Eliminazione di errori e reclami.Il processo di assemblaggio automatizzato ha garantito una riduzione significativa degli errori di produzione che portano a unità finite difettose. Di conseguenza, il numero di resi da parte dei clienti si è ridotto in modo significativo.

  • Riduzione dei costi e dei tempi di produzione.L'assemblaggio manuale del meccanismo di ingranaggi del contatore dell'acqua richiedeva molto tempo ed era ad alta intensità di lavoro. Con l'automazione, i tempi di produzione si sono ridotti in modo significativo, consentendo al produttore di consegnare più rapidamente i contatori d'acqua al mercato.

  • Multifunzionalità e flessibilità.L'uso di una tavola rotante e di robot programmabili ha permesso di adattare facilmente la linea di produzione a diversi tipi di contatori d'acqua. Il sistema di controllo consente di cambiare rapidamente e automaticamente la linea per adattarla a un diverso tipo di contatore dell'acqua, senza lunghi tempi di inattività ed errori durante il processo di cambio. Ciò consente all'azienda di rispondere rapidamente ai cambiamenti del mercato e alla domanda dei clienti, conferendole un vantaggio competitivo.

  • Monitoraggio e controlli di qualità.Grazie alle soluzioni Balluff, ogni contatore d'acqua è sottoposto a un dettagliato controllo di qualità in ogni fase dell'assemblaggio. Ciò consente di rilevare anche i più piccoli difetti e di intervenire immediatamente, consegnando ai clienti solo prodotti di altissima qualità.

Progettata dal Dipartimento di Robotica e Automazione del Gruppo Apator, la precisa macchina per l'assemblaggio del meccanismo a ingranaggi dei contatori d'acqua è una soluzione innovativa che ha cambiato completamente il processo produttivo dell'azienda. L'implementazione della nuova macchina automatica è stata una pietra miliare per l'azienda, in quanto ha portato a un notevole risultato di alta precisione. Ciò ha permesso al produttore di ridurre i tempi di produzione, aumentare la produttività, eliminare gli errori di assemblaggio e fornire ai clienti prodotti di altissima qualità. L'automazione di questo processo è un esempio di come le tecnologie avanzate possano contribuire in modo significativo al successo di un'azienda in un mercato competitivo.


Informazioni sull'azienda

Grupa Apatorè un rispettato produttore di soluzioni tecniche avanzate con sede in Polonia, specializzato nella produzione di contatori d'acqua e di elettricità e nell'offerta di sistemi completi di automazione industriale. Il suo reparto di ricerca e sviluppo è costituito da un team di ingegneri e specialisti qualificati che ricercano costantemente soluzioni innovative e migliorano i prodotti per soddisfare le esigenze di un mercato dinamico.

Parole chiave

  • Case Study
  • Produzione efficiente
  • Innovationen

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