Piegatrici per lamiera, come incrementare la produttività

La programmazione delle presse piegatrici può essere ottimizzata per massimizzare tutte le possibilità del proprio reparto di piegatura della lamiera.

Quando si parla di macchine per la lavorazione della lamiera, la prima tecnologia a cui si fa riferimento è la machina da taglio Laser.

Indubbio che questa tecnologia, entrata nel processo produttivo nella prima metà degli anni 80, si sia notevolmente evoluta nel corso dei decenni e abbia cambiato radicalmente il modo di produrre.

L’evoluzione è stata notevole e la produttività di queste macchine è aumentata in modo esponenziale.

La programmazione delle presse piegatrici per lamiera

La stessa cosa non è avvenuta nel settore delle presse piegatrici per lamiera. La totalità dei pezzi piegati viene ancora fatta manualmente: una pressa, un operatore alla macchina e una piega per volta.

Ci sono stati, nel tempo, esperimenti di automazione con l’ausilio di robot di diverse tipologie, ma queste soluzioni sono rimaste confinate alle produzioni di grande serie.

Nel corso degli ultimi anni, il mondo della produzione, soprattutto quello Italiano, è andato verso produzioni sempre più frazionate, rendendo praticamente impossibile l’automazione del processo di piegatura. Questa lavorazione continua a mantenere un alto grado di inefficienza.

Come si può definire l’OEE, ovvero l’indice di efficienza di un reparto di piegatura delle lamiere?

OEE è l’acronimo di Overall Equipment Effectiveness: letteralmente Efficienza Generale dell’impianto.

E’ un indicatore percentuale che rappresenta il rendimento globale di una risorsa produttiva o di un insieme di risorse, siano esse umane o tecniche, durante il tempo in cui queste siano disponibili a produrre. Su questo argomento vi è una vasta letteratura, ma, per quello che ci riguarda, possiamo definire l’OEE come:

OEE = “Tempo produttivo” / “Tempo disponibile”

Nella produzione di parti in lamiera distinguiamo due fasi fondamentali:

  • Il taglio: generalmente eseguito mediante macchine a CNC dotate di sorgente laser oppure, in minor misura, tramite punzonatrici sempre a CNC
  • La piegatura: eseguita per trasformare le lamiere tagliate a 2 dimensioni, in lamiere finite che assumono la terza dimensione

La fase di taglio è la più semplice, quella che si adatta bene a un’alta automazione.

Si parte dal disegno del pezzo in 2D, attraverso software di nesting si distribuiscono le quantità assortite dei pezzi da tagliare sulle lamiere e si genera il relativo programma NC da lanciare sulla macchina da taglio. Ciò ha l’indubbio vantaggio di rendere il tempo di produzione di un pezzo indipendente dal lotto di produzione: il tempo è lo stesso sia che si produca un pezzo in lotto 1 oppure in quantità superiore. L’unico tempo non produttivo della macchina è quello dedicato alla sostituzione del foglio lavorato con un nuovo foglio da tagliare.

La semplicità del processo consente un’alta automazione! Sono molti gli impianti che oggi producono continuamente 24 ore su 24, con la sola supervisione di un operatore a volte anche a distanza.

Non si sono ancora trovati sistemi efficaci di selezione di pezzi tagliati: questa operazione avviene ancora manualmente. E’ un lavoro necessario che non aggiunge valore al pezzo e, fortunatamente, viene fatta fuori dall’impianto e non influisce sulla sua produttività, ma riguarda un aspetto logistico e organizzativo del reparto.

La situazione è molto diversa quando si passa al reparto di piegatura

La fase di piegatura della lamiera aggiunge il massimo valore al pezzo, trasforma la lamiera piana in un pezzo tridimensionale mantenendone quote e tolleranze.

Nonostante molti tentativi fatti, questa lavorazione è ancora effettuata manualmente. Infatti non si è ancora trovato un robot in grado di sostituire efficacemente il lavoro manuale per i processi di piegatura. Ciò è fattibile solo per produzioni di serie relativamente alte e ripetitive, dove è possibile ammortizzare il costo della programmazione, della realizzazione di dispositivi di presa adeguati e del setup della macchina.

come aumentare la produttività delle piegatrici per lamiera
Macrosuddivisione del tempo di produzione di una macchina utensile.

Calcolo del coefficiente OEE di un reparto di piegatrici per lamiera.

Nella Fig 1, il tempo disponibile giornaliero di una postazione di piegatura, (composta da macchina e operatore) è stato suddiviso nelle fasi più importanti per la produzione:

  1. Tempo produttivo: è il tempo effettivo che l’operatore impiega per manipolare la lamiera sotto la piegatrice e per ottenere il pezzo finito
  2. Tempo di programmazione: è quel tempo che viene dedicato dall’operatore all’interpretazione del disegno. Questo significa valutare come il pezzo si comporta nella successione delle pieghe, studiare modalità per evitare collisioni o sequenze di piega non fattibili, immettere dati per la posizione degli appoggi e per la discesa del coltello superiore.
  3. Tempo di setup: il tempo necessario a montare gli utensili in macchina nella giusta posizione.
  4. Tempo verifica programma: dopo aver fatto il programma e preparato la macchina, è il tempo necessario per controllare che tutto vada bene e apportare le necessarie modifiche, se ce ne fosse bisogno.

Per avere un dato statistico attendibile, si può fare un’osservazione dettagliata delle varie fasi di lavoro, per una settimana su tutte le presse piegatrici esistenti nel reparto di piegatura. Successivamente si raccolgono i dati e si riportano nel grafico per calcolare l’indice OEE.

Se i valori riportati graficamente rispecchiano il peso percentuale che hanno sul totale, risulta evidente quali sono le aree di maggior inefficenza.

Le considerazioni che si possono fare sono: Quali risultati si possono ottenere cambiando l’organizzazione del nostro reparto e investendo in un software per la programmazione delle presse piegatrici per lamiera offline?

Esempio concreto

Supponiamo che il nostro reparto di piegatura abbia questa struttura:

  • 4 macchine
  • 4 piegatori esperti
  • 8 ore giornaliere disponibili per macchina

e che dai rilievi risulti 700 ore totali disponibili al mese così suddivise:

  • 450 ore il tempo produttivo
  • 100 ore tempo di programmazione
  • 80 ore tempo di setup
  • 70 ore tempo di verifica programma

Se pensassimo di cambiare l’organizzazione del nostro reparto e investissimo in un software per la programmazione delle presse piegatrici per lamiera offline, che risultati ci possiamo attendere?

  1. Abbattimento totale del tempo dedicato alla programmazione
  2. Riduzione del tempo di setup. All’operatore arriva l’elenco degli utensili necessari alla produzione e il loro  esatto posizionamento in macchina. Questo consente di raggruppare facilmente tutte quelle lavorazioni che hanno attrezzamenti simili con notevole riduzione del tempo di attesa per l’attrezzamento della macchina
  3. Riduzione del tempo di verifica del programma: tutte le sequenze di piega sono già state verificate in modo virtuale dal software di programmazione, non vi sono errori e non vi sono scarti
  4. Riduzione del costo del personale si possono utilizzare sulla macchina persone meno qualificate, più facilmente reperibili sul mercato anziché un piegatore esperto più costoso

Il risparmio in termini concreti

  • 100 Ore tempo di programmazione
  • 45 ore tempo di setup
  • 25 ore tempo di verifica programma

Significa che il nostro reparto di piegatura acquisisce un monte ore disponibile per la produzione pari a: 100+45+25=170 ore. E’ come avere una pressa piegatrice in più. I dati esposti sono indicativi, ognuno può ricavare i propri.

Prima di acquistare una nuova pressa piegatrice per lamiere meglio valutare un investimento decisamente inferiore in un software CAM per pressopiegatura e in una riorganizzazione del reparto. Così si potrà raggiungere un significativo incremento di produzione ad un costo più vantaggioso.

TELEFONAMI pure: sarò lieto di farti una dimostrazione pratica. Il software è in grado di programmare quasi tutte le presse piegatrici sul mercato.

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