EMAG sviluppa una linea di produzione per la creazione di alberi di rotori

28/06/2021 - Markus Isgro

Albero rotore del motore elettrico: sistema di produzione EMAG

Dal 2032 il mercato delle automobili potrebbe omologare altri azionamenti alternativi rispetto ai motori a combustione puri, come afferma uno studio di Deloitte. L'importanza di questo sviluppo per l'industria automobilistica non è difficile da immaginare: la quota di valore aggiunto dei componenti dei motori a combustione diminuisce e la percentuale di componenti per trasmissioni "elettriche" cresce altrettanto rapidamente, inclusi numerosi pezzi a rotazione simmetrica per i quali le aziende specializzate in ingegneria meccanica come EMAG stanno sviluppando soluzioni di produzione ad altissima precisione. Di recente, per una società fornitrice è stata sviluppata una soluzione completa integralmente automatizzata ed efficiente per la produzione di alberi di rotori e la ripassatura ad alta precisione del pacco di lamierini. Grazie agli impianti flessibili il cliente può disporre di un ampio portfolio di lavorazioni. I responsabili sono estremamente soddisfatti della qualità dei componenti e della riproducibilità.


Il numero crescente di motori elettrici rappresenta una sfida per i pianificatori della produzione: in molti ambiti applicativi devono definire nuove soluzioni con cui produrre con maggiore rapidità ed efficienza componenti quali l'albero motore del motore elettrico - il tutto con sistemi produttivi completi. Quale sia l'aspetto di una soluzione di questo tipo è stato rivelato da un nuovo e impressionante esempio presso una azienda fornitrice tedesca che produce componenti per la mobilità elettrica: alla fine dello scorso anno è stata infatti fornita una nuova soluzione di EMAG. Com'è nata questa collaborazione? “I nostri referenti erano alla ricerca di un impianto altamente flessibile che comprendesse soluzioni di automazione intelligenti con cui coprire un ampio portfolio di soluzioni per alberi di rotori. Per problematiche di questo tipo, il cliente si rivolge sempre a EMAG ormai da diversi anni perché offriamo una soluzione chiavi in mano da un unico fornitore e il gruppo EMAG dispone di quasi tutte le tecnologie di lavorazione,” spiega Andreas Bucher, Key Account Manager di EMAG.

La collaborazione è iniziata fin dalle primissime fasi: il cliente ha concordato persino i disegni progettuali del componente con EMAG per facilitare la successiva costruzione della macchina e consentire un processo produttivo il più possibile agile e sicuro. Lo sviluppo dell'intera linea è avvenuto in stretta collaborazione, come conferma Michael Ihring della EMAG Systems: “Per EMAG vale sempre il principio “One Face to the Customer”. Un referente esperto esamina tutti i requisiti dell'intera soluzione di produzione con il cliente comprese, ad esempio, le macchine che non sono fornite da EMAG. Ci occupiamo quindi della soluzione di produzione completa definendone le specifiche. I vantaggi sono evidenti: un numero minore di coordinamenti delle interfacce riducono i tempi di consegna e portano a una soluzione completa più vantaggiosa ed efficiente.”

Obiettivo raggiunto in sole dodici operazioni

Il risultato finale è la prova di un processo impressionante sull'albero del rotore: con un totale di dodici operazioni principali e diverse operazioni secondarie. L'automazione e il concatenamento delle singole macchine e stazioni avviene con robot, sistemi a portale e il sistema TrackMotion di EMAG. Il processo si compone così:

  • dopo l’alimentazione dei pezzi grezzi da parte dell’operatore su nastri di accumulo viene eseguita la tornitura preliminare su due VTC 200 EMAG: una soluzione perfetta per la lavorazione a 4 assi degli alberi con tempi attivi ridotti (OP 10/20). Vengono poi eseguiti i processi di soffiaggio e misurazione. La macchina di misura fornisce feedback sui centri di tornitura che eseguono automaticamente in serie tutte le correzioni necessarie.
  • Dopo il processo di dentatura interna (OP 30, formatura) le sedi dei cuscinetti dell'albero rotore in OP 40 vengono riscaldate a induzione e temprate su una MIND L 1000 di EMAG eldec.
  • Le operazioni successive vengono compiute rispettivamente su due VTC 200 MA (OP 50, tornitura interna) o due VTC 200 (OP 60, lavorazione dei fori) di EMAG. Entrambi i processi vengono eseguiti in parallelo su due macchine aumentando così i quantitativi prodotti. Dopo questa lavorazione l’albero rotore viene soffiato una seconda volta, misurato e i pezzi in buono stato vengono siglati con un codice Data Matrix.
  • Nella OP 70 vengono eseguiti due processi di montaggio con l'inserimento di una boccola e di un coperchio.
  • La lavorazione di tornitura conclusiva (OP80) con la VTC 200 perfeziona il collare e le sedi dell'albero rotore. Soffiaggio, misurazione e impilatura concludono la lavorazione.

“La nostra pianificazione si è dimostrata vincente”, sintetizza Michael Ihring. “I processi sono molto stabili e ciò si rispecchia nella qualità dei componenti. Al contempo il cliente può trarre vantaggio da una soluzione modulare ampliabile in qualsiasi momento in caso di aumento delle esigenze produttive. Questa flessibilità è evidente in ogni dettaglio fino all'automazione. Inoltre diverse strategie di cambio utensili intelligenti consentono una riduzione dei tempi di fermo.”

La pelatura assicura una perfetta superficie del pacco di lamierini

La descrizione di questo grande “progetto elettrico totale” presso il cliente da parte di EMAG non è però completa in quanto i costruttori di macchinari hanno realizzato anche una soluzione per la ripassatura ad alta precisione del pacco di lamierini con l'aiuto della VTC 200. Viene infatti utilizzata la cosiddetta tornitura con pelatura: viene eseguito un movimento di rotolatura dell'utensile sul pezzo, un tagliente CBN in posizione obliqua si muove sul pezzo in rotazione. Il punto di contatto del tagliente si sposta continuamente in avanti. L'intera operazione è fino a cinque-sei volte più veloce della tradizionale tornitura su temprato e fino a tre volte più rapida della rettifica. Ciononostante si ottiene una eccezionale qualità senza svergolamento. In altre parole: le superfici che prima dovevano essere rettificate, in futuro potranno essere realizzate mediante pelatura. Una soluzione ideale per il pacchetto di lamierini che avvolge l'albero.

In questo video è possibile vedere il processo: https://youtu.be/jLKLr6zY5pw

Vantaggi nel crescente mercato della mobilità elettrica

“Complessivamente il cliente trae profitto sia dalla lavorazione dell'albero rotore sia durante la ripassatura del pacco di lamierini grazie a sistemi perfettamente regolati che presentano una elevata stabilità e sicurezza di processo. Si tratta di enormi vantaggi che nei prossimi anni intendiamo utilizzare nel crescente mercato della mobilità elettrica,“ dichiara Andreas Bucher. “Le richieste del settore dei motori elettrici aumentano sensibilmente. Al contempo, la nostra tecnologia è già ora utilizzata in numerosi campi di applicazione del settore”. 

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Albero rotore: soluzione produttiva chiavi in mano per gli alberi rotore cavi

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