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Processi di rettifica cilindrica di piccole serie senza operatore

Il team MPS davanti al parco di rettificatrici Studer, da sinistra a destra: Didier Noirjean (Flex Cell Manager), Michael Bazzan (Production Manager), Julien Grosjean (Screw Grinding Manager), Manuel Nercide (Plant Manager), tutti di MPS, e Ulrich Weyermann (Area Manager Vendite Fritz Studer AG).

Processi di rettifica cilindrica di piccole serie senza operatore

MPS Micro Precision Systems AG (MPS), un’azienda attiva a livello internazionale, si affida ai processi di rettifica per la realizzazione di componenti complessi di alta precisione, nei campi di tolleranza IT02. Con un totale di sette rettificatrici Studer, l'azienda può vantare la massima competenza nel settore della rettifica cilindrica. Grazie all'automazione e all'ottimizzazione dei processi, anche i lotti di medie dimensioni vengono prodotti in modo flessibile e senza operatori 24h/7d. I nuovi progetti e i prototipi possono essere immessi più velocemente sul mercato grazie a una cella di produzione flessibile.

Con oltre 400 dipendenti, MPS è un "hidden champion" con caratteristiche peculiari. Già nel 1969, la società RMB (Roulements Miniatures Bienne SA), da cui nacque MPS, sviluppava componenti per la missione Apollo. Con 250 dipendenti, Biel è la sede principale del gruppo MPS. Qui sono installate oltre 140 macchine per i processi di tornitura, fresatura, rettifica, lucidatura ed erosione.

« Il nostro spettro tecnologico è ampio e diversificato; in breve, lo si può riassumere nella produzione e nell'assemblaggio di complessi gruppi elettromeccanici con le tolleranze più strette, per applicazioni di alta precisione in fascia alta »
Manuel Nercide (Plant Manager).

Investimenti costanti in rettificatrici

Michael Bazzan (Production Manager): "Con sette rettificatrici Studer, disponiamo attualmente di un'elevata capacità di rettifica per produrre componenti di alta precisione. Le rettificatrici coprono un’ampia gamma dimensionale di lotti di produzione, dalla realizzazione di pezzi singoli fino a lotti di 25.000 pezzi all'anno per alcune referenze".

Tre delle sette macchine Studer sono attualmente dotate di un sistema di caricamento automatico, adeguato allo spettro dimensionale dei lotti. Di seguito, l'attenzione si concentrerà sulla Studer S33 per la produzione di viti a ricircolo di sfere e su una Studer S21 all’interno di una cella di produzione flessibile (Flex Cell).

Cella di produzione flessibile per la realizzazione di prototipi

Didier Noirjean – (Flex Cell Manager): "La Flex Cell è stata recentemente integrata nella rettifica cilindrica come unità di produzione autonoma per realizzare i processi di rettifica di prototipi e nuovi progetti senza dovere intervenire nella produzione. Grazie a questa cella di produzione flessibile, siamo notevolmente più veloci, dallo sviluppo fino alla realizzazione del componente finito. Il fattore decisivo per la scelta di una Studer S21 è stato la possibilità di eseguire la conversione della macchina molto rapidamente e di impostarla in modo flessibile per diversi componenti. La S21 si presta inoltre alla rettifica eccentrica. La Studer S21 è pertanto perfetta per le nostre esigenze".

Mentre la Flex Cell è utilizzata principalmente per i prototipi, le altre sei macchine Studer vengono utilizzate per la produzione di pezzi in serie. Tra questi, le viti a ricircolo di sfere di alta precisione.

La Studer S21 al lavoro nella cella di produzione flessibile (Flex Cell). Qui un componente di un prototipo (rotore della pompa di alluminio) viene sottoposto a rettifica di precisione. A proposito di flessibilità: anche i processi di rettifica eccentrica possono essere eseguiti senza problemi.

Core competence: viti a ricircolo di sfere

Le viti a ricircolo di sfere più piccole hanno un diametro delle sfere di 0,8 mm. Tutti i componenti sono sviluppati e prodotti internamente da MPS, comprese le sfere. Le viti filettate in grandi serie con filettatura gotica vengono prodotte su una Studer S33 completamente automatica.

 

Oggi, le viti a ricircolo di sfere di alta precisione di MPS sono richieste in tutto il mondo e trovano impiego, ad esempio, nei microscopi e telescopi ad alte prestazioni per il posizionamento di precisione delle lenti.

Viti a ricircolo di sfere per applicazioni di alta precisione

M. Nercide: "Ci occupiamo anche della ricerca e dello sviluppo di queste viti filettate di precisione. La competenza sviluppata da MPS Microsystems nel posizionamento estremamente fluido e preciso dei gruppi di lenti permette all'azienda di offrire sistemi di allineamento ad alte prestazioni per componenti ottici come i sistemi di zoom e di focalizzazione di fasci laser".

Sistemi adattati alle esigenze del cliente

Le viti a ricircolo di sfere miniaturizzate di MPS Microsystems sono realizzate esclusivamente in acciaio inossidabile e sono posizionate tramite doppi dadi che consentono una regolazione di precisione del gioco assiale. Queste viti, spesso realizzate su misura, garantiscono un movimento quasi privo di attrito grazie all'alta precisione delle loro filettature rettificate. A proposito di personalizzazione: è disponibile un’ampia scelta di viti a sfere personalizzabili in base alle esigenze specifiche dei clienti.

J. Grosjean: "Queste applicazioni richiedono la massima precisione e accuratezza di posizionamento, al 100% senza gioco. E questi sono esattamente i nostri punti di forza. Rettifichiamo le filettature con il cosiddetto “profilo gotico”, entro i campi di tolleranza più stretti, riducendo così a zero il gioco radiale e laterale".

Per la lavorazione 24 ore su 24: i pezzi grezzi e le viti a ricircolo di sfere finite sono "gestiti" da un robot lineare a 3 assi.

Filettatura gotica: rettifica dal pieno

La filettatura gotica è rettificata direttamente dal pieno utilizzando spezzoni grezzi temprati. Per questo profilo della filettatura, è stata messa a punto una macro in collaborazione con Studer. La macro permette di adattare molto rapidamente i parametri di rettifica alle viti filettate da lavorare.

U. Weyermann (Area Manager Vendite, Fritz Studer AG): "La Studer S33 utilizzata in questo caso è una rettificatrice cilindrica esterna con testa portamola a revolver. In particolare, la testa utilizzata è dotata di due mole per la rettifica esterna. Una delle due mole è utilizzata per la profilatura delle filettature, la seconda generalmente per la rettifica cilindrica esterna".

Tolleranza di fabbricazione 2µm: processo di rettifica della vite filettata con profilo gotico.

Sistema di movimentazione senza operatore

Per produrre in modo economico lotti di medie dimensioni, la ditta Humard, in collaborazione con MPS e Studer, ha sviluppato un sistema di movimentazione flessibile per il carico e lo scarico automatico dei pezzi.

M. Bazzan: "Il sistema di movimentazione deve essere progettato in modo da poter essere adattato rapidamente alle diverse geometrie dei pezzi, in quanto le dimensioni dei nostri lotti sono variabili".

Tipico processo di rettifica delle filettature

La Studer S33 impiega meno di un quarto d'ora per la lavorazione completa di una vite filettata di 8 mm di diametro e 120 mm di lunghezza. La sgrossatura e la finitura dei filetti vengono eseguite con la stessa mola. Durante l'intero processo di rettifica, la mola viene ravvivata più volte con precisione micrometrica. In questo modo, la stessa mola può essere utilizzata per rettificare più di 1000 viti filettate in questa gamma di dimensioni".

 

Il processo di ravvivatura con diverse funzioni

Il processo di ravvivatura della mola ha funzioni importanti durante la rettifica: calibrare la forma e le dimensioni della mola e mantenerne la capacità di taglio.

Julien Grosjean (Screw Grinding Manager): "Nella lavorazione delle viti filettate, di solito dobbiamo ripetere più volte la ravvivatura per ogni ciclo di produzione. Per l’operazione si utilizza il diamante e un rullo di ravvivatura. Con il rullo di ravvivatura è possibile definire l’abrasività della mola in modo relativamente specifico e quindi controllare il processo di rettifica e la qualità di superficie. Abbiamo svolto numerosi test fino a determinare il processo di ravvivatura ideale per la sgrossatura e la finitura". U. Weyermann: "Se si considera la complessità di un processo di rettifica e le dimensioni delle macchine (trasferimento termico), è tutt'altro che scontato che si possa produrre entro tolleranze IT02 senza operatori. Tutte e sette le macchine Studer forniscono esattamente la precisione e l'affidabilità di processo richieste da MPS, giorno dopo giorno. Una produzione 24h/7d entro i campi di tolleranza IT-02 che richiediamo è infine possibile solo grazie alla straordinaria ripetibilità garantita dalle nostre rettificatrici Studer".

Gli investimenti riducono i costi di produzione

STUDER-Kundengeschichte-MPS
STUDER-Kundengeschichte-MPS

Per concludere, Manuel Nercide fa un confronto col passato: "Sette anni fa producevamo da 2000 a un massimo di 5000 viti all’anno, oggi ne produciamo 50000. Abbiamo costantemente ridotto i nostri costi di produzione grazie anche all'investimento in rettificatrici di moderna concezione. Sette anni fa, i costi di produzione erano di quattro volte maggiori. Da questo punto di vista, gli investimenti in mezzi di produzione moderni sono essenziali per rimanere al passo. In definitiva, la nostra produzione deve soddisfare i requisiti qualitativi e quantitativi della nostra gamma di prodotti. Nel settore della rettifica cilindrica siamo perfettamente posizionati in questo senso, grazie anche ai continui investimenti.

 

MPS AG: 400 dipendenti, tre sedi, quattro divisioni

Questi componenti elettromeccanici sono prodotti e completamente assemblati nello stabilimento MPS di Biel. Vengono utilizzati per posizionare gli strumenti chirurgici con alta precisione negli interventi alla schiena.

MPS Micro Precision Systems AG (MPS) è una società svizzera fondata nel 1936 con il nome di RMB (Roulements Miniatures Bienne SA) e rinominata MPS nel 2003. Il gruppo è specializzato nel settore dei cuscinetti a sfera lineari e delle viti a ricircolo di sfere miniaturizzate, nonché nello sviluppo, nella lavorazione e nel montaggio di sistemi elettromeccanici. I componenti e le soluzioni per il settore dell’elettromeccanica sono caratterizzati da affidabilità, alto livello di precisione e piccole dimensioni. I mercati di alto profilo serviti da MPS sono principalmente quelli delle tecnologie mediche, compresa l'ortopedia in particolare, e settori come orologeria, automazione, industria aerospaziale, scienza e ottica.

MPS Micro Precision Systems AG impiega 400 dipendenti altamente qualificati in tre sedi. I mercati di competenza sono distribuiti tra quattro divisioni: MPS Microsystems (questo articolo), MPS Watch, MPS Décolletage e MPS Precimed.

MPS può inoltre attingere al know-how della sua casa madre, Faulhaber Group, per i sistemi di azionamento elettromeccanici.

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