Una strategia per il controllo della qualità totale degli ambienti produttivi che indirizza investimenti su tre differenti livelli di tecnologia: miglioramento della qualità del processo di lavorazione nell’ambito della macchina utensile, digitalizzazione e condivisione dati in logica Industrial Iot con informazioni disponibili a bordo macchina e a livello di fabbrica, soluzioni per il mercato dell’e-mobility. È questa la fotografia che emerge da quanto presentato all’ultima edizione dell’Emo di Hannover dal Gruppo Marposs. «In 5 anni la trasformazione è stata radicale. Da azienda fornitrice di sistemi di misura dimensionale siamo diventati un’azienda che offre soluzioni innovative per test e ispezione, rendendo disponibili strumenti di visione ottica supportati da algoritmi di intelligenza artificiale», afferma Stefano Corradini, group director sales & marketing di Marposs. «Per l’e-mobility offriamo stazioni di controllo per tutti i processi di lavorazione. Strumenti per il controllo della produzione di motori elettrici, delle batterie, per il controllo della rumorosità delle scatole del cambio (Noise Testing of Individual Gears) e per la tenuta dei circuiti di raffreddamento delle batterie», aggiunge Corradini.
Un cambiamento di rotta avviato a partire dal 2015, quando il think tank di Marposs ha iniziato ad elaborare le strategie per definire gli investimenti necessari per rispondere alla nuova domanda del mercato. Una volta definito il piano si è passati all’execution, mettendo a fattor comune le competenze e le tecnologie di nuova generazione. Un’evoluzione che si è basata su una politica di crescita organica e di acquisizioni. L’ultima è quella dell’americana Solarius, specializzata in stazioni di controllo in ambito semiconduttori ed elettronica di consumo. Un cambiamento che ha consentito a Marposs di continuare a essere competitiva, diversificando il business in nuovi mercati. Nonostante negli ultimi cinque anni il volume di business della multinazionale associato alle auto a combustione si sia ridotto del 50%, la domanda di soluzioni di e-mobility ha sostanzialmente compensato la riduzione del fatturato.
Marposs è oggi nella posizione di dare risposte a tutta la filiera dell’automotive con soluzioni di controllo intelligente per gestire la produzione di tutte le componenti dell’auto elettrica, dal motore alle batterie. In questo passaggio è emersa anche una domanda da parte di carmaker di fascia alta e sportiva. «Una volta questo mercato rappresentava una presenza marginale, in quanto l’investimento nella nostra tecnologia non era ritenuto compatibile con una produzione a piccoli lotti. Ora, invece, con la produzione di nuovi modelli elettrici, inizia a esserci un certo interesse anche da parte loro. Insomma, con questa nuova offerta si creano opportunità che prima non esistevano», dice Corradini. Digitalizzazione, sistemi di visione Ai-based, controllo della rumorosità dei veicoli e della tenuta dei sistemi refrigeranti, gigafactory, semiconduttori. Ecco la total quality control della multinazionale emiliana.
Digitalizzazione, controllo dell’operatività di fabbrica con C-Thru e Maindo
Nell’ambito della tecnologia di misurazione e di controllo di processo delle macchine utensili non c’è costruttore di macchine che non conosca una qualche soluzione Marposs: contribuiscono a perfezionare la macchina, migliorare le lavorazioni, incrementare la qualità e la precisione dei pezzi, ridurre gli scarti e i fermi di produzione. Tra le ultime novità l’Ultra Probing System, il sistema di tastatura per centri di lavoro che utilizza una trasmissione wireless con tecnologia ultra wideband, una soluzione non soggetta a interferenze che può essere gestita e monitorata con una semplice app, superando i limiti e le criticità che presenta una comunicazione wi-fi. La misura in macchina rende automatica la verifica dimensionale di pezzi e utensili e consente di avere le informazioni in real-time nelle effettive condizioni di lavoro. Attività e competenze che sono ormai strettamente associate all’analisi dei dati in logica Industry 4.0. La qualità totale di Marposs si combina, infatti, con la digitalizzazione e con la condivisione dei dati, che non possono più essere a uso esclusivo dell’operatore, ma resi disponibili a responsabili di reparto, di produzione, di stabilimento per avere un quadro completo della qualità della lavorazione. Le soluzioni rese disponibili soddisfano esigenze di tipo operativo (la suite software C-Thru) e di tipo strategico-decisionale. Aspetto, quest’ultimo, che viene soddisfatto dalla piattaforma Maindo, che collega tutti nodi di controllo, Marposs e non Marposs, per acquisire i big data che permettono di avere lo scenario globale della qualità della produzione. Nello specifico, l’ultima versione di C-Thru è composta da 5 diversi moduli. Analyse ottimizza il lavoro delle macchine (processo, setup, linee, problemi di qualità) fornendo tracciabilità di processo e abilitando la manutenzione predittiva. C-Tooling mira invece a ottimizzare gli utensili mentre il modulo C-Oee analizza le cause della perdita di produzione e dei tempi di inattività della macchina. Segue C-Energy, il modulo utilizzato per monitorare e ottimizzare il consumo energetico. Infine, C-Probe, che consente di leggere le misurazioni dei tastatori e di verificare i risultati della lavorazione.
Sistemi di visione AI-based per il controllo della produzione e-mobility
Nei processi di lavorazione delle componenti per l’auto elettrica le soluzioni di controllo sono basate su sistemi di visione e intelligenza artificiale. Si elaborano nuvole di punti, si prelevano una serie di immagini dell’oggetto in lavorazione che permettono di auto-apprendere lo schema di qualità ottimale del pezzo. Nulla di più diverso dalla tradizionale tecnologia di misura per la produzione di alberi motore e a camme. «Il controllo qualità di statori o di singoli ingranaggi può essere realizzato soltanto con sistemi di questo tipo», afferma Corradini. Con queste soluzioni Marposs risponde alle istanze che emergono dal settore. Optocloud, per esempio, è un prodotto che serve per la misura dello statore, dei punti di saldatura, degli hairpin, degli ingranaggi. Rappresenta l’ultima generazione di soluzioni di ispezione 3D di precisione progettate per il settore dei veicoli elettrici e per processi di controllo qualità. È in grado di ricostruire il modello 3D di pezzi complessi e articolati, e successivamente validare automaticamente la qualità dei pezzi attraverso misura e l’ispezione delle caratteristiche. La ricostruzione 3D di superfici complesse e strutturate si ottiene per mezzo di sensori laser, che generano la nuvola di punti della superficie del pezzo. Mentre il pezzo ruota a 360 gradi, i sensori laser posizionati in diversi angoli acquisiscono la nuvola di punti. Successivamente il software Marposs ricostruisce il 3D del pezzo e algoritmi di misura ed ispezione analizzano ed eseguono il controllo di qualità richiesto.
Nvh G-ear, la nuova tecnologia per ridurre la rumorosità degli ingranaggi delle scatole del cambio
Nuove tecnologie di controllo qualità sono utilizzate per testare il livello di rumorosità della scatola del cambio. In questo caso si utilizzano sia soluzioni di misura tradizionali, per garantire una migliore finitura superficiale delle parti di ingranaggio, sia soluzioni che misurano il livello di rumorosità di ogni singolo componente. La tecnologia abilitante sono le soluzioni di noise vibration. «Il rumore della trasmissione in veicoli ibridi ed elettrici è diventato uno dei maggiori problemi con cui ogni produttore di automobili deve confrontarsi», dice Corradini. «Riuscire a produrre un cambio silenzioso non solo garantisce l’affidabilità meccanica e l’efficienza dell’unità di azionamento elettrica, ma risolve il problema di comfort del conducente. Per raggiungere questo obiettivo è fondamentale testare al 100% ogni singolo ingranaggio prima dell’assemblaggio della trasmissione o del riduttore. Ed è Marposs Nvh G-ear, a occuparsi di tutto questo, identificando i potenziali ingranaggi a rischio rumorosità».
Controllo termico e di tenuta per il vano batterie
«Il numero di batterie che alimentano una auto è impressionante, racconta Corradini. Tutto il pianale ne è pieno. Sviluppano calore e per raffreddare la temperatura sotto il vano batterie vi sono i cooling plates, sistemi in cui circola un liquido di raffreddamento. Importante è, quindi, avere strumenti che effettuino il controllo tenuta di questi sistemi in modo da avere circuiti ben sigillati, che non subiscano perdite che possano danneggiare le batterie. Allo stesso tempo si deve fare in modo che nel vano batterie non avvengano infiltrazioni di acqua-pioggia dall’esterno, considerato che i pianali sono a circa 20 cm da terra. Tecnologie di controllo tenuta si possono poi estendere ad altri settori, agli elettrodomestici o a beni di largo consumo, come gli smartphone, dove il case deve garantire la massima impermeabilità ai liquidi, spiega Corradini. In questo caso aumentare la garanzia di tenuta all’ingresso di liquidi diventa un vantaggio competitivo, tanto è vero che è alla base di tanti messaggi pubblicitari dei principali fornitori di smartphone».
Gigafactory, il ruolo di Marposs nel controllo dei processi di produzione delle batterie
Marposs supporta con proprie soluzioni il controllo di processo delle batterie, l’elemento più costoso di un’auto elettrica. «La batteria rappresenta la componente di maggior valore di un’auto elettrica: acquistarla da un fornitore asiatico o costruirsele da soli fa una grande differenza nella marginalità della costruzione di un veicolo. L’interesse da parte dei produttori europei di affrancarsi dalla dipendenza dei fornitori asiatici creando proprie gigafactory è sempre più forte, dice Corradini. E’ una scelta strategica inevitabile per i grandi player europei, che guardano soprattutto ad essere competitivi in quella che sarà la generazione futura delle batterie, quella a stato solido, che dovrebbe garantire un’autonomia di livello superiore all’attuale».
Il supporto di Marposs all’industria dei semiconduttori per lo sviluppo dei microchip a bordo auto
Altro settore strategico per l’elettro-mobilità è quello dei semiconduttori. «Noi ci siamo, dice Corradini. Siamo nati con soluzioni di misura per macchine rettificatrici, una delle operazioni di processo più importanti nell’industria dei semiconduttori. I microchip nascono dalla sovrapposizione di strati infinitesimali di silicio, che deve essere portato a spessore attraverso operazioni di rettifica. Per queste lavorazioni entrano in gioco sia strumenti per la misura a contatto che strumenti di visione. Li forniamo ai più grossi costruttori di macchine per la produzione di wafer di silicio. È un settore in cui continuiamo a investire, anche con acquisizioni: Solarius, è un’azienda della Silicon Valley che produce stazioni di misura in processi produttivi di semiconduttori e di elettronica di consumo. Produce sistemi di precisione per l’ispezione, la misurazione, l’analisi e la visualizzazione di superfici senza contatto, combinando sensori ad alta risoluzione con sistemi di acquisizione dati automatizzati e potenti strumenti di analisi», afferma Corradini.
