L’AZIENDA
Frost-Trol è un importante produttore di mobili frigoriferi destinati alla grande distribuzione con sede in Spagna e stabilimenti produttivi in Spagna e Messico. Inoltre la direzione dell’azienda ha effettuato una scelta strategica, nell’ambito di una politica d’assistenza alla realizzazione dei reparti alimentari della grande distribuzione organizzata: offre progettazione e produzione su misura dei sistemi frigoriferi, non solo macchine ma veri e propri “arredi tecnici”. l nuovo corso di Frost-Trol ha richiesto l’ideazione, la progettazione e la realizzazione di una nuova linea verniciatura automatica, birotaia, ad alta automazione e dotata delle tecnologie necessarie per la totale connessione al sistema di gestione dell’intera attività aziendale.
Jorge Herreros e Rubén Cubillas di Frost-Trol ci hanno accompagnati nella visita al nuovo impianto, recentemente messo in funzione, insieme a Patricia Del Rio, Emilio Ferrando e Javier Furió di Cabycal.
PRODUZIONE PER PROGETTO
“Non produciamo più per lotti, ma per progetto, che sviluppiamo secondo le esigenze del cliente e del suo specifico punto vendita, sotto ogni profilo, incluse date di consegna, messa in marcia e collaudo. Per quanto riguarda la verniciatura, ciò richiede di programmare la fase di pretrattamento e verniciatura in modo completamente diverso e totalmente flessibile, di tenere traccia della produzione in ogni momento, di poter assorbire i picchi di produzione, mantenerne costante il flusso senza “buchi” di produzione, e di conoscere esattamente i tempi di transito dall’inizio della produzione di tutte le macchine ed elementi di ciascun progetto, fino all’assemblaggio e spedizione finale”.
Il progetto completo del flusso dei materiali non è ancora del tutto concluso, mancano ancora il sistema di trasporto da e per i magazzini aerei di carico e scarico dell’impianto di verniciatura che sarà effettuato automaticamente a mezzo AGV; e l’installazione di una seconda cabina di verniciatura, che si effettuerà a breve, che permetterà una ancora maggiore flessibilità della linea, oltre che una capacità produttiva significativamente superiore. Nel momento della nostra visita la prima cabina lavorava già in condizioni di piena saturazione.
UN’IMPIANTO DI VERNICIATURA PROGETTATO IN OGNI DETTAGLIO
“Sfruttando l’esperienza che abbiamo accumulato nei 25 anni d’operatività della linea monorotaia, abbiamo sviluppato la nuova linea, sempre insieme all’ufficio tecnico di Cabycal”.
“Effettivamente – interviene Emilio Ferrando (Cabycal), il lavoro di studio, simulazione delle differenti possibili opzioni alternative, e implementazione nella progettazione finale di quelle risultate ottimali, hanno richiesto un approfondito processo analitico della strategia di produzione dell’azienda, delle tecnologie di pretrattamento e applicazione a disposizione – insieme ai rispettivi partner tecnologici – delle tecnologie di rilevamento e trattamento dei dati di processo della stessa linea di verniciatura e, in generale, dell’intera produzione di Frost-Trol. Il simulatore che utilizziamo per supportare il lavoro di sviluppo dei progetti è fondamentale, in modo particolare quando siamo di fronte a impianti con questo livello di esigenze: si tenga in conto, per esempio, che l’intera linea è stata studiata per poter lavorare a 6 m/min e che sono previste 3 diverse velocità, diversamente dalle 2 velocità tipiche dei birotaia (applicazione e traslazione). Le velocità di regime sono, per ciascuna delle 2 linee di pretrattamento, 2 m/min; dunque, il forno d’asciugatura va a 4 m/min. Ma le 2 linee d’applicazione vanno, ciascuna, a 3 m/min, dunque il forno di polimerizzazione va a 6 m/min. Questo tipo d’impostazione permette di smaltire le code in applicazione quando si verificassero accumuli per il cambio colore. E infine, ci sono 11 motori per il sistema di trasporto, naturalmente tutti sincronizzati”.
“Pur avendo un ampio e nuovo capannone a disposizione, 5000 m2 completamente liberi – interviene Emilio Ferrando – le aree operative sono state studiate per ottenere un processo compatto e di facile accesso per l’ordinaria e straordinaria manutenzione. Sono stati integrati i più alti standard di sicurezza e accorgimenti progettuali per minimizzare i consumi energetici e dei prodotti di processo, e dunque, la produzione dei relativi scarti. Una gran parte dell’area è occupata dai doppi magazzini di carico/scarico. Sono stati progettati per assorbire le variazioni dei reparti che precedono e seguono la verniciatura, sia in termini hardware, sia in termini software, essendo in grado di gestire le sequenze di produzione e quelle di scarico provenienti, oggi, dagli operatori di carico-scarico, domani dagli stessi AGV. Un magazzino bilancelle consente di scaricare completamente la linea, nel caso di interventi di manutenzione straordinaria o modifiche sostanziali. Essendo il magazzino bilancelle collocato nell’unica zona transitabile dell’impianto, un controllo di sicurezza non invia la bilancella scarica al magazzino se non rileva che tutti i pezzi e i ganci siano stati scaricati”.
L’IMPIANTO
“Il tunnel di pretrattamento, che utilizza una conversione nanotecnologica – riprende Jorge – è sdoppiato, per contenerne la lunghezza e mantenere uno sviluppo rettilineo. I 2 tunnel lavorano in parallelo. Attraverso la lettura del codice a barre che marca ogni bilancella, il birotaia lavora in modo che al termine del processo chimico, per accedere al forno d’asciugatura, le bilancelle si accodino secondo un programma ordinato per progetto e, all’interno dello stesso progetto, per colore (o prodotto), in modo da ottimizzare la saturazione di ciascuna cabina, in ogni momento. Il processo di pretrattamento prevede 5 stadi. I primi 3 stadi (sgrassaggio, lavaggio e lavaggio demi) sono a cascata inversa. Segue una rampa di umidificazione demineralizzata (si è preferito lasciare una distanza tale per cui si evitino o siano minimi i trascinamenti), la conversione nanotecnologica e una rampa di risciacquo semi finale.”
TUTTO IL PROCESSO E’ CONTROLLATO AUTOMATICAMENTE E IN CONTINUO.
Dal punto di vista chimico (conduttività e pH) le sonde non sono in vasca, ma si effettua un prelievo della soluzione un continuo da ciascun bagno, le sonde effettuano le misurazioni e inviano alle relative pompe le indicazioni per il ripristino dei valori delle soluzioni, all’interno dell’intervallo ammissibile. Dal punto di vista fisico si controllano automaticamente e in continuo le temperature e le pressioni alle rampe di spruzzatura, retroalimentando l’informazione agli scambiatori di calore, pompe delle rampe e circuito controcorrente. Al momento, si effettua un controllo generale settimanale delle diverse utenze (sonde, rampe ed ugelli e così via)”.
“Dal punto di vista delle resistenze – sottolinea il nostro interlocutore – quelle garantite dal processo nanotecnologico sono molto superiori a quelle necessarie per la nostra produzione (tra l’altro, usiamo esclusivamente lamiera elettrogalvanizzata): si tratta di un processo ad alta caratterizzazione, completa automazione (controllo dei bagni), praticamente non si producono reflui, si richiedono basse temperature, tutte caratteristiche che stavamo cercando”.
Il processo di pretrattamento termina nel forno di asciugatura, dove le bilancelle si dispongono trasversalmente e percorrono un percorso a z. All’uscita, il sistema a codice a barre definisce a quale linea d’applicazione inviare la bilancella. La “pastiglia” di memorizzazione dati, nel frattempo, ha memorizzato tutti i parametri del processo a cui la bilancella è stata sottoposta.
ZONA DI APPLICAZIONE
“In via generale – riprende Jorge – il sistema è stato progettato per effettuare fino a 40 cambi di prodotto e/o colore al giorno, in regime di produzione ottimale. Possiamo applicare anche cicli bistrato (con trasparente a polveri di finitura), essendo stato previsto un anello di ritorno dal forno di polimerizzazione. L’anello di ritorno è utile anche nel caso si verificasse qualche problema in applicazione, per esempio il malfunzionamento di una pistola. In quel caso, preso atto dell’allarme ed effettuato l’intervento di aggiustamento, può funzionare come “linea di ripresa” . Applichiamo rivestimenti in polvere alimentari (senza cessioni al contatto con alimenti) e antibatteriche. Abbiamo provato anche alcune polveri a bassa temperatura di polimerizzazione, ma per certi colori abbiamo verificato delle variazioni di tonalità: comunque, si tratta di una possibile evoluzione futura. Le cabine e il sistema d’applicazione (Nordson) sono di ultima generazione”, in fase densa. Il grande successo di questa tecnologia, a cui Nordson crede già da qualche anno, e che è stata sottoposta a numerose fasi successive di miglioramento evolutivo, “consente una precisione d’applicazione molto elevata (applichiamo 60 mm) – sottolinea Jorge – la formazione di una superficie particolarmente omogenea e la riduzione della necessità di ritocco”
“Per migliorare ulteriormente la qualità di formazione della pellicola abbiamo installato un essiccatore che tratta l’aria compressa di fabbrica destinata all’applicazione, cosa che tra l’altro permette mantenere perfettamente sotto controllo l’aumento della temperatura nel circuito vernici nella stagione calda”.
GELIFICAZIONE E POLIMERIZZAZIONE
“Una volta terminata l’applicazione – mostra il nostro interlocutore – le due linee si riuniscono e la bilancella entra in un tunnel di gelificazione IR a gas, per evitare la possibile contaminazione di particelle di polvere tra pezzi su bilancelle di colore diverso, nel forno. Nel forno, a campana, le bilancelle si pongono trasversalmente. La scelta del forno a campana, pur essendo una soluzione più cara sul piano dell’investimento iniziale, consente un significativo risparmio energetico. Salite e discese si effettuano in modo tale da garantire sempre l’orizzontalità della bilancella, in modo che i pezzi non si muovano o, peggio, si tocchino. Si è utilizzato lo stesso principio per tutti i cambi d’altezza della linea di trasporto, per esempio per i polmoni di carico/scarico, che sono ad un’altezza definita ergonomicamente per effettuare le relative operazioni. E’ uno degli esempi di progettazione in dettaglio di questa linea di verniciatura”.
“All’uscita dal forno – continua Jorge – le bilancelle sono dirette al polmone 1 o 2 di scarico (oppure, tornano a una delle cabine per l’applicazione della seconda mano), sempre utilizzando il sistema di marcatura con codice a barre, mentre la “pastiglia” RDFI dati registra tempi e valori di temperatura durante il passaggio della bilancella.
Nella zona di scarico si effettua il controllo qualità, bilancella per bilancella e, per ciascuna bilancella, zona per zona, registrandone i relativi dati. Il sistema ci consente un’analisi dettagliata del ciclo, e retroalimenta le attività di continua ottimizzazione e messa a punto fine del processo”.
CONCLUSIONI
“Volevamo un impianto capace di risolvere in modo (quasi) completamente automatico l’operazione di verniciatura, il rilevamento dei dati caratteristici del processo – sia per la completa tracciabilità del nostro prodotto, sia per studiare continuamente le possibilità di ottimizzazione del processo e, ancora, per sviluppare un programma efficace di manutenzione preventiva, in modo da evitare di dover interrompere l’operatività della linea – e perfettamente integrato nel flusso di produzione generato dagli ordini e dalle esigenze dei clienti: sono convinto che il tempo che abbiamo dedicato, con il sostegno costante dell’ufficio tecnico di Cabycal, allo studio e sviluppo del nuovo impianto di verniciatura, sia stato un investimento utile ed efficace: la nuova linea offre quelle prestazioni – qualitative, d’automatizzazione, di capacità produttiva, di produttività e flessibilità – che avevamo come obbiettivo”.
