Una collaborazione sotto il segno dell’automazione

Piccola, precisa ed altamente specializzata. Questa è – in estrema sintesi – l’azienda Helfenstein Mechanik AG con sede ad Alpnach, nella Svizzera centrale. Per soddisfare le esigenze di una clientela di fama internazionale, la società ha scelto di utilizzare un centro di lavoro a cinque assi Fehlmann Versa 825 automatizzato con un Robot Dynamic 150 L. Oltre a garantire elevata potenza in poco spazio, il robot di Erowa si adatta e si amplia in maniera modulare in base alle specifiche esigenze.

di Francesca Fiore

Con un notevole know-how ed entusiasmo verso le sfide, Reto Helfenstein si è specializzato nella produzione di pezzi impegnativi e complessi per la costruzione di prototipi o di piccole serie. Il più recente highlight nel reparto di produzione, in funzione dall’agosto 2017, è un centro di lavoro a cinque assi Fehlmann Versa 825 automatizzato con un Robot Dynamic 150 L di Erowa. “Utilizziamo il centro Fehlmann Versa 825 già dal 2013, che però abbiamo adesso automatizzato”, ha dichiarato Reto Helfenstein. La collaborazione tra Fehlmann ed Erowa risale a oltre dieci anni fa. “Apprezzo molto questa collaborazione. Le due aziende svizzere sono entrambe innovative e con prodotti di altissimo valore. I rapporti tra le due realtà sono molto stretti: ci conosciamo e quando abbiamo bisogno di supporto o emerge un problema, sono subito a nostra disposizione”.

Una pianificazione lungimirante
Già al momento di investire sul centro Fehlmann Versa 825 era stata presa in considerazione l’automatizzazione futura. Per il recente acquisto di Erowa Robot Dynamic 150L determinante è stato, tra l’altro, il fattore spazio. La cella di produzione che comprende il sistema di robot è estremamente compatta con un ingombro ridotto. Inoltre, in base alle specifiche necessità, è possibile integrare l’impianto con un’altra macchina. L’integrazione del robot è avvenuta senza alcun genere di problemi: dopo l’ordine ad aprile 2017, il sistema lineare è stato installato nel mese di agosto mentre l’impianto automatizzato è entrato in funzione poco dopo. “Questo processo di automatizzazione ci ha garantito numerosi vantaggi. Il caricatore flessibile, slanciato ed estremamente facile da utilizzare, è andato a completare la macchina rendendola così una cella di produzione particolarmente efficiente e completamente Made in Switzerland”, ha commentato Reto Helfenstein che prima di introdurre l’automazione in macchina si era avvalso della consulenza di Erowa e Fehlmann. “Il robot, particolarmente flessibile e attrezzabile in modo misto, assicura un migliore e più efficiente impiego della macchina. Con esso siamo in grado di generare e gestire più ordini, oltre a garantire una maggiore diversificazione in produzione. Realizziamo anche pezzi che necessitano di una lavorazione che può richiedere anche tre ore con un serraggio, compresi numerosi cambi di utensili e pezzi dalle forme complesse. È quindi un vantaggio che l’impianto lavori in modo autonomo. In particolare possiamo sfruttare in modo produttivo le ore non presidiate e il fine settimana in assenza completa dell’operatore. Molto apprezzato anche il comando dell’impianto, estremamente semplice e facile da utilizzare”.

Gestire una produzione mista di pezzi singoli ma anche produzioni in serie
La scelta di adottare un centro di lavoro a cinque assi Versa 825 si basa su numerosi fattori. “Grazie alle esperienze positive registrate negli ultimi anni con l’utilizzo dei prodotti Fehlmann, è stato subito chiaro che questo fornitore dovesse essere preso in considerazione durante la fase di valutazione di una nuova macchina a cinque assi. Per noi era determinante avere una macchina flessibile, efficiente ed estremamente precisa che disponesse di un buon accesso per la realizzazione di pezzi singoli e che potesse essere automatizzata in modo ottimale”, ha affermato Reto Helfenstein. Ha aggiunto Jürg Solenthaler, direttore vendite di Fehlmann Svizzera: “Il mandrino principale del centro di lavoro Versa 825 è in grado di raggiungere e superare i 20.000 giri/min e assicura una coppia di 120 Nm, aspetto molto importante questo se si intende lavorare materiali diversi: dall’alluminio agli acciai inossidabili al titanio”. Ha commentato Alois Bättig, direttore vendite di Erowa Svizzera: “Con l’automazione Erowa l’impianto nella configurazione attuale è adatto per la produzione mista di pezzi singoli così come per la produzione in serie automatizzata. Robot Dynamic 150 L di Erowa assicura dunque una notevole potenza in poco spazio ed è adattabile e ampliabile in maniera modulare in base alle specifiche esigenze”. Ha aggiunto Reto Helfenstein: “In futuro sarà possibile integrare un secondo centro di produzione, ma per ora ci limitiamo a esaminare questi passaggi in maniera approfondita e sostenibile”.

Dall’alluminio al titanio
Dal 2015 l’azienda è orgogliosa di essere diventata un fornitore certificato di Pilatus Flugzeugwerke AG, importante produttore svizzero di aerei. Diversi componenti del nuovo jet di classe Business PC-24 sono infatti stati realizzati proprio da Helfenstein Mechanik AG. Questi componenti sono costituiti in gran parte da leghe di alluminio. L’alluminio è un metallo leggero che presenta caratteristiche ideali nella costruzione degli aerei, quali la grande resistenza alla corrosione e l’elevata stabilità con un peso ridotto. Per il settore, l’azienda realizza anche componenti in acciaio altolegato e da bonifica e in titanio.
“Sulla cella di produzione riusciamo a produrre le nostre serie abituali che vanno da venti a trenta pezzi. In media, riusciamo a completare da due a tre commesse al giorno”, spiega Reto Helfenstein. Sulla tavola di lavoro del centro di lavoro, un mandrino di serraggio UPC di Erowa garantisce una base precisa per un cambio rapido assicurando al tempo stesso una posizione esatta dei pezzi pallettizzati. I pallet, con dimensioni 320 x 320 mm, rappresentano la superficie ideale di serraggio di diversi dispositivi o pezzi”. Per gestire in maniera ottimale i pezzi è fondamentale che il robot sia in grado di sopportare carichi fino a 150 kg e che i magazzini dei pezzi possano essere occupati in qualsiasi momento con diverse dimensioni di pallet. I tre magazzini disponibili oggi sono configurati per ospitare trenta pallet UPC. Grazie alla stazione di carico integrata, i pezzi preparati e pallettizzati vengono trasferiti nella cella. I programmi di produzione sono generati dal software Mastercam e gestiti in una banca dati centrale. Il centro Fehlmann Versa è collegato in rete con l’intero sistema. Sulla macchina, il sistema di gestione del processo Erowa JMS 4.0 ProductionLine assicura uno svolgimento senza inconvenienti della produzione. Il software comanda e monitorizza la macchina, gestendo i diversi ordini.

Completato il passaggio alla produzione automatizzata
Reto Helfenstein conosce e lavora con i sistemi di serraggio Erowa già da prima della fondazione della sua azienda nel 2005, ed è dal 2008 che li utilizza anche sulle sue macchine. “Oltre al sistema di pallettizzazione UPC utilizzato sul centro di lavoro a cinque assi Versa, a seconda delle dimensioni dei pezzi adottiamo anche il sistema Erowa ITS con diametro 148 e supporto con diametro 72. In questo modo, abbiamo completato il passaggio alla produzione automatizzata. Abbiamo inoltre investito su un centro di lavoro a cinque assi Picomax 60 HSC di Fehlmann equipaggiandolo con un robot Compact di Erowa integrato e con un mandrino di serraggio Erowa PowerChuck P”, ha spiegato Reto Helfenstein. “Questa combinazione è utilizzata ancora oggi. Sul centro Picomax realizziamo inoltre componenti per l’azienda orologiera di Lucerna Ochs und junior.
Il concetto di questi orologi esclusivi consiste nell’essere composti da un numero molto ridotto di componenti e nell’offrire al contempo numerose funzionalità. Insieme al famoso e appassionato costruttore di orologi Ludwig Oechslin è stata realizzata una grande innovazione: il cosiddetto calendario perpetuo che permette di avere questa funzione con solo nove pezzi aggiuntivi.
Reto Helfenstein e il suo team sono entusiasti di questi lavori. Nel reparto fresatura e tornitura sono stati prodotti tutti gli elementi funzionali nonché le chiusure e le corone del calendario perpetuo. Con estrema rapidità, si sono specializzati nella realizzazione di questi particolari complessi in filigrana utilizzando utensili assai piccoli con un diametro inferiore a un millimetro. Vengono lavorati anche i quadranti.
Durante il set-up della macchina, il pezzo grezzo in ottone viene fissato su un supporto Erowa 72 con dispositivo di serraggio montato. Il dispositivo di serraggio viene quindi stretto in pochi secondi nel mandrino PowerChuck P di Erowa sul tavolo della macchina. La precisione di posizionamento del dispositivo di serraggio nel mandrino è <0,002 mm.

L’importanza dell’automazione ma anche del fattore umano
Il successo dell’azienda è confermato dalle pluriennali collaborazioni con clienti molto esigenti dei settori medicale, aerospaziale, misurazione dei gas, industria orologiera e ingegneria meccanica. Helfenstein Mechanik AG persegue una doppia strategia. Da un lato, l’obiettivo è la conquista coerente di settori di nicchia per i quali vengono realizzati pezzi complessi e impegnativi come prototipi o piccole serie con diversi materiali. Dall’altro lato, l’obiettivo consiste nell’introdurre gradualmente l’automazione. I tempi di funzionamento delle macchine aumentano notevolmente, si mantiene la flessibilità e un’adeguata capacità della macchina di reagire con rapidità anche alle richieste a breve termine dei clienti.
“Tuttavia, il fattore umano resta sempre determinante”, conclude Reto Helfenstein. “Abbiamo la fortuna di disporre di collaboratori eccezionali ed estremamente motivati che sono anche pronti a lavorare più a lungo per un progetto importante o un lavoro urgente”.