Semplificare l'assemblaggio con un sistema assistito dalla metrologia

ARGON Measuring Solutions ha svolto un ruolo di integrazione di fondamentale importanza nello sviluppo di una soluzione innovativa di assemblaggio assistito da un sistema di metrologia per lo stabilimento Siemens Gamesa di Cuxhaven, incluso lo sviluppo del front-end personalizzato. Il fondatore e proprietario di ARGON, Geert Creemers, ci ha parlato del progetto e del "principio della macchina del caffè" che guida ARGON. 

Grazie per averci incontrato Geert. Dunque, di cosa si occupa ARGON? 

Sviluppiamo sistemi di integrazione delle misure, pertanto utilizziamo le innovazioni tecnologiche, hardware e software, e le trasformiamo in una soluzione utilizzabile in officina. Abbiamo coniato il termine "principio della macchina del caffè" perché vogliamo che i nostri sistemi possano essere utilizzati in fase di produzione con la stessa facilità: basta premere un pulsante e via, proprio come una macchina del caffè. 

Crediamo fermamente che la metrologia entrerà sempre di più nell'ambiente di produzione, a differenza del passato in cui era tradizionalmente confinata nella sala metrologica e nelle attività di laboratorio. In futuro questi processi sono destinati a diventare sempre più parte integrante del processo di produzione stesso. 

È questo il futuro della nostra attività. In passato si potevano vendere i sistemi per la sala metrologica e formare gli operatori ad essa destinati, ma sempre più spesso queste soluzioni sono state utilizzate da addetti che non conoscono l'hardware di Hexagon o che non hanno già familiarità con SpatialAnalzer o altri software di misura ma che considerano la misura come un comune attrezzo, al pari di un cacciavite. Quindi la soluzione deve essere semplice quasi come un normale cacciavite. 

E questa è la prospettiva di molte aziende che dicono di voler investire nei sistemi di metrologia. Stanno cercando la stessa semplicità di utilizzo, ma anche un sistema che renda i loro processi di produzione o di assemblaggio più precisi e più affidabili, tanto da poter creare un ritorno sull'investimento. 

Come siete arrivati a partecipare al progetto Flexible Stator Assembly Center (FSAC) con Hexagon alla Siemens Gamesa? 

Il team Hexagon stava già lavorando sul progetto con Siemens Gamesa e insieme avevano sviluppato questa idea per una soluzione combinata di fotogrammetria e laser tracker. Penso che si siano presto resi conto che era una situazione in cui potevano vendere questi prodotti se fossero entrati a far parte della linea di produzione: fornire semplicemente le attrezzature di fotogrammetria e un Absolute Tracker non avrebbe funzionato. La soluzione deve far parte di un progetto più ampio per essere veramente integrata nel flusso di lavoro. È qui che siamo arrivati noi: un membro del team di Hexagon con cui avevamo lavorato in precedenza su altri progetti ci ha segnalati come un gruppo con esperienza proprio in questo tipo di progetti di integrazione. 

Ricordo che nel novembre 2018 ho ricevuto una telefonata da parte di Hexagon e che in seguito abbiamo avuto una conversazione preliminare con Siemens Gamesa nel corso della quale sono rimasti molto colpiti da ciò che avevamo realizzato in precedenza con Hexagon. Hanno detto: "Si tratta esattamente di ciò di cui abbiamo bisogno, diteci quando potete consegnare". Ed è così che siamo stati coinvolti. Abbiamo poi visitato per la prima volta lo stabilimento e ci siamo resi conto che si trattava di qualcosa che potevamo affrontare e risolvere. 

Quindi lei e il suo team avevate già lavorato insieme a Hexagon e questo progetto era davvero incentrato su questo? 

Avevamo già collaborato con Hexagon in passato. Ad esempio in un progetto in Francia, dove abbiamo fatto un bel lavoro insieme, realizzando un processo di assemblaggio per lo scatolato alare di un aereo, che abbiamo semplificato. In quel caso abbiamo utilizzato un sistema Absolute Tracker e SpatialAnalyzer e abbiamo realizzato un'interfaccia uomo-macchina secondo il "principio della macchina del caffè" in grado di guidare gli operatori nel processo di assemblaggio. Alla fine, che tu sia l'operatore o che io sia l'operatore, se ci chiamano e ci dicono: "È qui che devi svolgere il lavoro", con due ore di formazione devi essere in grado, saperne abbastanza e riuscire a svolgerlo e a effettuare le misure senza problemi. 

È davvero sorprendente. Il software deve essere in grado di svolgere molto del lavoro che l'operatore doveva fare in precedenza. 

Sì, ad esempio per raggiungere questo obiettivo è necessario inserire ogni sorta di controlli di precisione. Quando qualcosa va storto, di solito si riceve un messaggio di errore e se si hanno centinaia di pulsanti bisogna sapere quale premere per continuare. Quindi, se si vuole un sistema semplificato, è necessario disporre di un sistema di gestione degli errori molto efficiente per permettere all'operatore di riavviare questa procedura in modo semplice.  

Può parlarci del coinvolgimento del suo team nel progetto FSAC di Siemens Gamesa? 

Dopo che i team di Hexagon e di Siemens Gamesa hanno avuto l'idea di combinare il sistema di fotogrammetria 3DArena con il laser tracker, si sono subito resi conto di quanto fosse complicato e che si trattava di una combinazione di tecnologie non collaudata. Hanno deciso di fare uno studio di fattibilità e a quel punto siamo stati invitati a partecipare. 

Da un lato, lo studio di fattibilità si è concentrato sulla parte tecnica di Hexagon, cercando di capire se i livelli di precisione richiesti fossero raggiungibili. E dall'altro lato, per noi è stato davvero un'occasione per sviluppare un'idea su quali sarebbero stati i parametri più ampi per il funzionamento dell'interfaccia uomo-macchina e di quale tipo di integrazione avrebbero avuto bisogno. 

All'inizio si è trattato di qualcosa di veramente poco definito per noi. È stato un grande progetto e le indicazioni erano più o meno: "Consegnateci un sistema che possa misurare". Qualche dettaglio in più c'era, ma non molto. Siamo stati coinvolti in altri grandi progetti dove era disponibile molta più documentazione dettagliata, che indicava persino il tipo di viti da utilizzare. Ma questo progetto ha avuto un inizio molto meno definito e ciò ha reso le cose stimolanti ma anche molto impegnative. È piaciuta la nostra idea del principio della macchina del caffè e cioè di fornire un sistema che deve essere molto semplice a livello dell'operatore, ma abbiamo avuto molta libertà nel definire come sarebbe stato questo sistema. 

Quindi cosa avete realizzato esattamente per Siemens Gamesa? In cosa consisteva la vostra parte del sistema? 

Sostanzialmente abbiamo fatto due cose. Da un lato, abbiamo realizzato una cella di misurazione automatica. È ciò che abbiamo consegnato fisicamente. Abbiamo realizzato una cella con un robot in grado di eseguire automaticamente la calibrazione del 3DArena e del sistema Absolute Tracker. In questo modo abbiamo realizzato il processo di configurazione automatica, dove basta premere il pulsante Start/Stop. 

Il robot esegue questa complessa routine programmata di movimenti mentre regge un dispositivo di taratura ed è così che viene calibrata la configurazione di 3DArena. Abbiamo montato le telecamere di 3DArena su una piattaforma girevole di modo che quando è necessaria una calibrazione completa sono orientate verso il robot e il resto del tempo ruotano avanti e indietro tra lo statore e il pannello di allineamento visivo che viene controllato prima di iniziare ogni nuova sessione di misura. Questo processo è stato deciso da Hexagon e dai tecnici di Siemens Gamesa e noi abbiamo prodotto il sistema operativo e automatizzato che esegue ciò di cui avevano bisogno. 

Abbiamo realizzato anche l'interfaccia uomo-macchina che guida l'intero processo. Abbiamo costruito questo intero pacchetto software, che si occupa di gran parte del processo di calcolo delle misure, cosa che il team faceva in precedenza sostanzialmente a mano su un file Excel. 

È davvero un software personalizzato che abbiamo creato appositamente per questa applicazione. È stata una vera sfida far funzionare tutto in termini di comunicazione tra il software di 3DArena e dell'Absolute Tracker e il software di misura di SpatialAnalyzer e poi realizzare la nostra interfaccia semplificata per l'utente. 

Così abbiamo integrato l'intero processo nel nostro software personalizzato, in modo che alla fine gli operatori possano semplicemente posizionare lo statore e i segmenti e poi limitarsi a premere il pulsante di avvio. Eseguono la prima misura, effettuano le regolazioni che il software suggerisce loro, poi passano direttamente al secondo segmento e poi al successivo. La misura del sistema 3DArena-Absolute Tracker avviene in tempo reale, quindi tutto molto rapidamente. Il sistema è davvero pronto per l'utilizzo da parte degli operatori con un'interfaccia molto semplice che vuole evitare assolutamente qualsiasi confusione. Ed è ciò che io chiamo l'interfaccia con il principio della macchina del caffè. 

A quanto pare siete stati in grado di fornire esattamente ciò che Siemens Gamesa stava cercando. 

Ora siamo in una situazione in cui il cliente è, credo, molto soddisfatto, sia di Hexagon che di ARGON. Per Siemens Gamesa è un progetto strategico molto importante, nel senso che il traferro della turbina è davvero uno dei parametri chiave che ne determina le prestazioni. 

In passato eseguivano solo delle misure, impiegavano molto tempo e l'affidabilità delle misure stesse non era così buona. Quindi penso che ora abbiano uno strumento che funziona più velocemente e che è più affidabile. E stiamo lavorando con il team di Siemens Gamesa su altri progetti che spingono questo concetto di assemblaggio assistito da un sistema di metrologia ancora più avanti nel loro processo di produzione. 

Quindi sì, penso che possiamo chiamarlo un successo.