“Quando abbiamo visto le potenzialità di Robotmaster, non abbiamo esitato a sceglierlo. Con il metodo OLP di Robotmaster, bastano 30 minuti per programmare la cella di laminazione dei tubi, senza dover mettere il robot offline. Con il metodo tradizionale tramite teach pendant, sarebbero state necessarie oltre 80 ore di programmazione.”
Doug Watkins
Trane
Trane® – parte di Trane Technologies, innovatore globale nel settore del clima, fondata nel 1885 da James Trane a La Crosse, Wisconsin, è leader nelle soluzioni sostenibili di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC). Insieme a suo figlio Rueben Trane, svilupparono il primo sistema di riscaldamento a vapore a bassa pressione. Sebbene Trane disponga di diversi stabilimenti produttivi nel mondo, è maggiormente riconosciuta per il suo stabilimento di La Crosse, dove vengono prodotti i chiller raffreddati ad acqua CenTraVac® con capacità di raffreddamento da 200 a 4.000 tonnellate. Da oltre cento anni, Trane rappresenta un pilastro e un datore di lavoro di riferimento per la comunità di La Crosse, composta da circa 60.000 abitanti.
I chiller Trane sono prodotti altamente personalizzati, progettati per soddisfare diverse specifiche dei clienti. Questi prodotti ad alto mix richiedono un’ampia manodopera. In una piccola comunità rurale può essere difficile reclutare e trattenere personale qualificato. Secondo Doug Watkins, Senior Welding Engineer di Trane: “Uno studio sull’attuale ambiente lavorativo e sulla forza lavoro prevista nella nostra area per i prossimi 30 anni ha reso l’implementazione dell’automazione una strategia fondamentale.” Trane ha implementato tre celle di saldatura utilizzando sistemi robotici Fanuc. Grazie a questo investimento iniziale in automazione, è stato possibile colmare la carenza di manodopera qualificata e beneficiare di una riduzione complessiva dei costi operativi.
Tuttavia, la sfida e l’opportunità più grandi per l’automazione riguardavano il processo manuale di laminazione dei tubi, che richiedeva molta manodopera. Poiché ogni chiller era un prodotto personalizzato, non esisteva uno schema standardizzato dei fori, aumentando la complessità di un potenziale processo di automazione. Con il sistema Rapid Hawk Assisted Tube Rolling, un operatore normalmente laminava e tagliava manualmente migliaia di tubi, un’attività estremamente dispendiosa in termini di tempo. Un’ulteriore difficoltà consisteva nell’individuare i tubi mancanti, che l’operatore doveva controllare manualmente. Trovare un foro mancante in un letto di migliaia di fori era come cercare un ago in un pagliaio. E poiché si trattava di un'ispezione manuale, non era possibile stimare quanto avrebbe richiesto la fase di controllo. Si trattava di un rischio considerevole di mancato rispetto del tempo Takt (che misura l’intervallo di tempo medio tra l’inizio della produzione di un’unità e l’inizio della produzione dell’unità successiva quando gli articoli vengono prodotti in sequenza), con il conseguente rischio di ritardi nelle spedizioni.
Un ulteriore motivo per cui Trane era riluttante a implementare una soluzione automatizzata per questa applicazione di laminazione dei tubi era l’intenso tempo di programmazione richiesto dal metodo teach pendant per un processo così personalizzato. Un operatore avrebbe dovuto dedicare oltre 80 ore alla programmazione, tenendo il robot offline e quindi fuori produzione, con conseguenti costi di tempo e denaro per l’azienda. Il team di Trane concordava sul fatto che il processo manuale, unito alla programmazione tramite teach pendant, non fosse sostenibile, troppo complesso e dispendioso in termini di tempo.
All’International Technology and Manufacturing Show (IMTS) di Chicago 2018, Doug notò la capacità di programmazione offline di Robotmaster. Cory John, Software Sales Manager di Hypertherm, fornì rapidamente una panoramica e una dimostrazione del software. Le conversazioni successive portarono infine a un incontro in loco presso l’impianto 7 dello stabilimento Trane di La Crosse. Per comprendere meglio i processi di saldatura robotizzata, le sfide e i rischi, il team consultò anche John Huster, Presidente di Sofos Robotics Co., partner integratore autorizzato Robotmaster di fiducia.
Entusiasta della possibilità di ridurre i tempi di programmazione senza interrompere la produzione, Doug collaborò rapidamente con Sofos Robotics per implementare il software Robotmaster nelle celle di saldatura. Migliorando ulteriormente i vantaggi ottenuti grazie all’implementazione dei sistemi robotici, riuscirono a ridurre la necessità di manodopera qualificata e i costi operativi complessivi. Grazie a un’implementazione efficace e alla collaborazione con un partner integratore esperto, Trane notò immediatamente i benefici e il potenziale utilizzo del software Robotmaster in altre aree, incluso il processo di laminazione dei tubi. L’entusiasmo suscitato fu straordinario.
All’interno del software, Trane può importare il modello CAD dei componenti, selezionare i punti finali dei tubi e utilizzare i percorsi automatici di Robotmaster per creare la routine di ciclo automaticamente. Grazie alla tecnologia di ottimizzazione dei percorsi di Robotmaster, il software può utilizzare un algoritmo di ordinamento per garantire che il robot segua il percorso più efficiente tra i fori, riducendo il tempo di ciclo complessivo, come dimostrato dalla funzione di calcolo dei tempi di ciclo.
Doug affermò: “Quando abbiamo visto le capacità di Robotmaster, l’abbiamo adottato immediatamente». Con il metodo OLP di Robotmaster, bastano 30 minuti per programmare la cella di laminazione dei tubi, senza dover mettere il robot offline. Con il metodo tradizionale tramite teach pendant, sarebbero state necessarie oltre 80 ore di programmazione.”
Trane sta ottenendo risultati eccellenti dall’utilizzo di Robotmaster. La laminazione robotizzata dei tubi ha portato benefici su più fronti. Innanzitutto, ha sostituito una delle fasi più laboriose del processo di costruzione dei chiller. I sistemi robotici hanno aumentato la produttività del 50%, senza alcun tubo mancante. Dall’implementazione della soluzione Robotmaster OLP, Trane registra un miglioramento di circa il 38% nei tempi di ciclo.
Secondo John Huster: “Il software Robotmaster va oltre la programmazione delle celle. Lo abbiamo utilizzato come strumento di ingegneria, testando diversi layout di celle ed eseguendo analisi dello spazio di lavoro per garantire la scelta del robot e degli utensili più adatti, come nel processo di laminazione dei tubi di Trane. Inoltre, possiamo simulare il processo in maniera più accurata, risolvendo eventuali criticità prima della messa in produzione.”
Oltre ai miglioramenti nei tempi di ciclo, il nuovo sistema robotizzato ha creato un ambiente di lavoro più sicuro. Nel processo manuale, gli operatori erano esposti a frammenti di rame volanti dalla macchina di taglio. Il processo automatizzato ha eliminato questo rischio.
Infine, Trane è riuscita ad alleggerire la pressione legata alla carenza di manodopera grazie all’automazione robotizzata. I dipendenti addetti alla laminazione dei tubi sono stati riqualificati o perfezionati per svolgere altre funzioni all’interno dell’organizzazione. Doug Watkins afferma: “La nostra strategia di automazione si concentra sull’assorbire i lunghi tempi di lavoro fisicamente impegnativi, creando opportunità per i nostri operatori di essere più coinvolti nei processi creativi. Il mio team è molto creativo: ogni settimana generiamo nuove idee e cerchiamo opportunità per sviluppare sistemi a valore aggiunto per i nostri clienti.”
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