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APPLICAZIONI APPLICATIONS
MISURAZIONI
AD ALTA EFFICIENZA
HIGH EFFICIENCY MEASUREMENTS
I vantaggi della misurazione ottica dei profilati estrusi
Savings and Optical Measurement of Aluminium Profiles
I
l controllo delle dimensioni e della qualità
superficiale è una criticità per i produttori
di profilati in metallo, gomma e plastica.
La complessità dimensionale dei profili unita
alla pressione crescente del mercato verso
prodotti con tolleranze dimensionali sempre
più ristrette impone ai produttori di investire in
tecnologie di misurazione attendibili e affidabili, in grado di garantire prestazioni perfette
sia in laboratorio sia nei reparti di produzione. Si tratta di un tema che interessa molto
da vicino i produttori di profili estrusi in alluminio con requisiti qualitativi molto severi. I
controlli dimensionali devono quindi avvenire
frequentemente e durante la produzione, per
correggere tempestivamente il settaggio della pressa. Tuttavia la complessità della maggioranza dei moderni profili impedisce un’efficace misurazione a bordo macchina con i
tradizionali strumenti manuali, come calibri e
compassi. La misurazione può quindi essere
eseguita solo in laboratorio, con metodi che
richiedono tempo e che in alcuni casi non soddisfano completamente le necessità.“Agli attuali ritmi produttivi, il rischio di produrre notevoli quantità di profili non conformi in attesa
del responso del laboratorio può essere molto
elevato”, dice Riccardo De Luca, responsabile
vendite di ASCONA Gesellschaft für optische
A&L - 56
di Roberto Guccione
[email protected]
Control of size and surface quality is a critical
point for producers of metal, rubber and plastic profiles. Dimensional complexity of profiles
together with the increasing pressure of the
market towards products with increasingly
narrow dimensional tolerances requires manufacturers to invest in reliable measurement
technologies, able to guarantee perfect performance both in the lab and in the production departments. This is a topic that affects
very closely all manufacturers of extruded
aluminium profiles with very strict quality requirements. Dimensional controls should then
take place frequently and during production,
to promptly correct the press setting. However,
complexity of the majority of modern profiles
prevents an effective on-board measurement
with traditional hand tools such as gauges and
Non è facile individuare
il problema della
nervatura prima della
verniciatura (a destra
nella foto); quando il
profilo è verniciato il
danno è comunque già
avvenuto.
Because of matt surface,
distortion is hardly obvious
and web collapses are
visible after finishing, when
costs have already occured.
Riccardo de Luca,
responsabile vendite,
con Alexander Daniker,
direttore generale di
ASCONA Gesellschaft für
optische Messtechnik
mbH
Riccardo de Luca, area
sales manager, with
Alexander Daniker,
ASCONA managing director
Messtechnik mbH, l’azienda tedesca specializzata in sistemi ottici di misurazione dimensionale. “Ciò obbliga a prevedere opportuni
controlli di qualità a valle per evitare contestazioni da parte dei clienti e genera scarti che
vanno a pesare sul conto economico. Nell’attuale scenario di mercato, l’efficienza è una
priorità per ogni azienda e diventa quindi
indispensabile individuare ed eliminare all’origine ogni spreco di tempo, di risorse e di
materiale. Ascona è impegnata fin dalla sua
costituzione, nel 1988, nello sviluppo di sistemi di misurazione ottica dei profili e oggi è in
grado di offrire soluzioni affidabili per la misurazione manuale a bordo macchina oppure,
dove possibile, in linea”.
Unità promex EXPERT
installata a bordo pressa:
verifica dimensionale
di alta precisione, con
risultati immediati
e indipendenti dalla
complessità del profilo.
Stand-alone promex
EXPERT: high accurate
measuring results and
very short measurement
time, independent of the
profile‘s complexity.
L’evoluzione dei sistemi ottici
di rilevazione
I sistemi ottici sono gli unici in grado di gestire profili complessi e l’evoluzione, in questo
campo, ha compiuto grandi passi in avanti negli ultimi due decenni sull’onda dei progressi
delle tecnologie di scansione e dei software
di controllo. Un’evoluzione che Ascona ha
vissuto direttamente fissando dei milestone
tecnologici che sono oggi un riferimento nel
mercato. Dalla realizzazione nel 1989 del
software Quick Scan per la creazione automatica di files CAD per sistemi a controllo numerico da disegni non quotati o da campioni,
l’innovazione ha sempre guidato l’attività di
Ascona. Nel 1995 presenta infatti il software
promex Control, la soluzione che integra sistemi ottici di misura bi o tridimensionali che nel
2000 porterà alla realizzazione di promex
Expert, il primo sistema pensato specificamente per l’industria dell’alluminio. La corsa
all’innovazione è continuata negli anni 2000,
con le importanti partnership strategiche con
iNOEX, leader nello sviluppo di attrezzature e
processi per l’industria della plastica, e con il
Fraunhofer Vision Alliance, il polo di competenze dell’Istituto Fraunhofer nel campo della
visione artificiale, dell’elaborazione delle immagini e delle tecniche di misurazione ottica.
Un’esperienza corroborata da oltre 290 installazioni di sistemi di misurazione in 39 paesi,
che permette oggi ad Ascona di conoscere in
profondità le problematiche dell’industria dei
profilati e di sviluppare soluzioni efficaci con
un rapido ritorno dell’investimento. “Il controllo dimensionale deve essere veloce, con
un responso affidabile in pochi secondi, ed
callipers. Measurement can be carried out
only in the laboratory, using methods that require time and that in some cases do not satisfy completely necessities. “Current production
rhythms may cause very high production of
significant amounts of irregular profiles while
waiting for the laboratory response”, said Riccardo De Luca, sales head at ASCONA Gesellschaft für optische Messtechnik mbH, German company specializing in optical systems
for dimensional measurement. “This forces us
to provide appropriate quality controls downstream to avoid complaints by customers and
generates waste that weighs on profits. On the
current market scenario, efficiency is a priority for every company and becomes therefore
essential to detect and eliminate any waste of
time, resources and material. Since its start in
1988 Ascona has been investing in the development of optical measurement systems for
profiles and today it is able to offer reliable
solutions for manual metering on board or,
where possible, online“.
Evolution of optical detection systems
Optical systems are the only ones capable of
handling complex profiles and, in this field,
evolution has made great progress over the
last two decades thanks to the development
of scanning technologies and control software: an evolution that Ascona has experienced through technological milestones that
are today a reference on the market. Since
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Un apparecchio PROMEX
OBJECTIVE per il
controllo delle nervature
superficiali direttamente
nei reparti produttivi.
PROMEX OBJECTIVE
records web collapsing
in profiles directly in the
production process
1989 with the creation of Quick Scan software for automatic creation of CAD files
for numerical control systems from unlisted
drawings or samples, innovation has always
guided Ascona’s activities. In fact in1995 it
presents promex Control software, a solution
which integrates bi or tri-dimensional optical
measuring systems which in 2000 will lead
to the creation of promex Expert, the first
system specifically designed for the aluminium industry. The innovation race continued
throughout those years, with important and
strategic partnerships with iNOEX, leader in
the development of equipment and processes
for the plastics industry, and with Fraunhofer
Vision Alliance, the Fraunhofer Institute pole
of competences in the field of computer vision, image processing and optical measurement techniques.
An experience confirmed by over 290 installations of measuring systems in 39 countries,
which today makes Ascona know the problems of the profiles’ industry and develop effective solutions with quick return on investment. “Dimensional control must be quick,
with reliable response in a few seconds, and
directly at the press”, says Riccardo De Luca,
“but mostly, the results must be independent
from the operator. Technologies that ensure
these results are available today, but they
spread slowly because of worry for needed
investment. The choice of technology must
therefore consider not only the savings associated with higher quality and less waste, but
also the benefits in terms of increased pro-
avvenire direttamente alla pressa”, continua
Riccardo De Luca, “ma soprattutto i risultati
devono essere indipendenti dall’operatore. Le
tecnologie per garantire questi risultati oggi
sono disponibili, ma si diffondono lentamente a causa del timore dell’investimento necessario. La scelta della tecnologia deve quindi
considerare non solo i risparmi legati alla
maggior qualità e ai minori scarti, ma anche
i benefici in termini di incremento della produzione, in modo tale che il ritorno dell’investimento sia inferiore ai due anni”.
Una simulazione elaborata da Ascona e basata su dati reali raccolti presso vari produttori
di profilati d’alluminio conferma questa affermazione. Il conteggio considera un valore
aggiunto medio di 800 euro/ton (differenza
tra il costo della materia prima e il prezzo di
vendita dei profilati) e prende in esame i be-
Return on investment after one year
160.000
140.000
120.000
100.000
Savings by faster
measurement result
80.000
Savings by reducing
weight
60.000
Total Savings
40.000
Invest
20.000
0
1
Pay Off after:
A&L - 58
2
3
4
9,8 months
5
6
7
8
9
10
Plus in profit after 2 years:
11
€
12
172.500,00
Back
Misurazione dimensionale e risparmi diretti
Ascona ha simulato i risparmi diretti legati a un efficace e rapido sistema di
misurazione dimensionale a bordo macchina. I benefici sono riconducibili a due
fattori: la riduzione dei profili difettosi scartati e la diminuzione degli sprechi di
materiale grazie a una geometria più precisa del profilo.
Risparmi dalla riduzione degli scarti
Valore aggiunto: circa 800 eu/t
(differenza tra il prezzo d’acquisto della materia prima e il prezzo di vendita del profilato)
-
Ogni errore non identificato provoca il declassamento a rottame dell’intero lotto
di prodotto
- Durata media della produzione di un lotto di estrusi: da 30 min a 1 ora
-
Per ogni tonnellata di prodotto conforme consegnata al cliente, il margine lordo
aumenta di 800 eu
- Più è frequente il controllo dimensionale, meno scarto viene prodotto
Ipotizzando che il controllo dimensionale permetta di individuare ed evitare tre errori
a settimana per ogni pressa, l’incremento di produzione è pari a 1,5 h/settimana;
Proiettato su 50 settimane lavorative l’anno e considerando una produttività di 1,5
t/h, ogni pressa può incrementare la produzione di 75 ore l’anno, con un volume di
estrusi pari a: 75 h/anno x 1,5 t/h = 112,5 t/anno
Con un valore aggiunto di 800 eu/t, il margine lordo aumenta di circa 90.000 eu l’anno
Risparmi dalla riduzione di materia prima
Produzione media: 30.000 t/anno
% fornito in pezzi
25% (7.500 t)
Obiettivo riduzione peso:
0,5%
Materiale non sprecato:
37,5 t/anno
Prezzo d’acquistomateria prima: 1.500 eu/t
Risparmio potenziale:
56.000 eu/anno
nefici legati all’incremento della produttività e
al risparmio di materiale sprecato grazie a misurazioni dimensionali molto veloci e frequenti
(vedere box).
Nell’ipotesi di un investimento medio di
120mila euro per ogni unità di misurazione,
la struttura dei risparmi evidenziati nel box indica un ritorno dell’investimento in circa nove
mesi e un plus profit di circa 170mila euro
dopo i primi due anni, come riassunto nel
Grafico 1.
Le soluzioni Ascona
Come sempre quando si considerano delle simulazioni, un po’ di prudenza è d’obbligo,
ma in ogni caso questi dati offrono interessanti spunti di riflessioni per considerare un investimento in sistemi di misurazione. Può essere
Dimensional measurement and direct savings
Ascona simulated direct savings due to a quick and efficient local dimensional
measurement system. Benefits are attributable to two factors: reduction of defective
profiles and reduction of material waste due to a more precise profile geometry.
Savings by faster measurement result
reducing scrap
Added value: around 800 eu/t
(Difference between purchase of aluminum and sale of profiles)
- Every unidentified error causes whole order as scrap
- Average of one order: about 30 min. to 1 hour
-
Each ton of aluminum, which is not scrap, but leaves the factory as good
product, the win increases by 800 eu
- As faster the result of the measurement, as less scrap will be produced.
With 3 errors per week and press, savings per press are around 1.5 hrs./week
50 weeks/year: 75 hrs./year, with 1.5 tons/hr. throughout at one press
Savings per year: 75 hrs./year * 1.5 tons/hr. = 112,5 tons/year
Additional value of 800 eu / ton: Saving: ~ 90.000 eu/year
Savings by reducing weight
Average production: 30.000 tons/year
% sold by piece: 25% (7.500 tons)
Weight savings goal: 0.5%
Material savings:
37,5 tons / year
Aluminum purchase price: 1.500 EUR / ton
Annual savings potential
by reducing weight:
~ 56.000 EUR / year
duction, so that the return on investment is
less than two years“.
A simulation by Ascona and based on real
data collected at various manufacturers of
aluminium profiles confirms this statement. The
count considers an average added-value of
800 euro/ton (difference between the cost of
raw material and the sale price of profiles)
and the benefits related to increasing output
and saving of wasted material due to very
quick and frequent dimensional measurements (see box).
Assuming an average investment of 120,000
Euros per unit of measurement, the savings’
structure highlighted in the box indicates a return on investment in about nine months and
a profit of about 170,000 Euros after the first
two years, as summarized in Chart 1.
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utile valutare anche le caratteristiche principali della gamma Ascona per il settore dell’alluminio. La soluzione più versatile e diffusa per
il controllo dimensionale è promex EXPERT,
concepita per l’utilizzo a bordo pressa e basata su un sistema di acquisizione dell’immagine
del profilo con proiettore orizzontale. Si tratta
di un apparecchio stand-alone concepito per
l’uso in ambienti difficili ed è interfacciabile
con il sistema informativo aziendale per l’emissione dei certificati di qualità e la raccolta
dei dati di produzione.
La misurazione del campione avviene all’interno di un vano protetto che isola l’unità ottica
da vibrazioni, polvere e ogni altra influenza
esterna, mentre il profilo di prova deve essere
semplicemente libero da bave (burr free); il
sistema è in grado di esaminare persino un
taglio obliquo. L’utilizzo è intuitivo e non richiede l’intervento di personale con qualifiche
particolari, mentre il tempo di misura è inferiore a 10 secondi ed è indipendente dalla
complessità del profilo.
Con lo stesso approccio promex OBJECTIVE
individua le nervature e le deformazioni superficiali lasciate dalla matrice sulle superfici
piane del profilato. Visto che la superficie dei
profili d’alluminio è opaca, non è possibile
riconoscere ad occhio nudo queste deformazioni. A ciò si aggiunga che questa deformazione, a seconda dell’angolazione della luce,
può essere più o meno visibile. Ciò implica
un giudizio estremamente soggettivo da parte
dell’osservatore. Le nervature diventano visibili e riconosciute come un difetto solo dopo la
verniciatura della superficie, spesso al termine
del ciclo produttivo. Promex OBJECTIVE valuta
le deformazioni in maniera oggettiva, classificandole in pochi secondi in base ad una scala
a 10 livelli in base alla gravità del difetto, permettendo di escludere dal processo produttivo
i profilati difettosi.
Per il controllo delle superfici anodizzate o
verniciate, Ascona sta mettendo a punto promex CSI, uno strumento per individuare difetti
come graffi, scanalature, puntinature e ammaccature. Il nuovo apparecchio sarà presentato ufficialmente nel 2015, al termine della
sperimentazione industriale e della messa a
punto finale.
A&L - 60
Ascona solutions
When considering simulations, as always a
bit of caution is mandatory, but in any case,
these data provide interesting reflections if
you are considering an investment in measuring systems. It may be useful to consider also
the main characteristics of Ascona range for
the aluminium sector. The most versatile and
popular solution for dimensional control is
promex EXPERT, designed to be used on local
press and based on profile image acquisition
system with horizontal projector. It is a standalone device designed for use in harsh environments and is compatible with the company
information system for the issuance of quality
certificates and production data collection.
The measurement of the sample takes place
inside a protected compartment that isolates
the optical drive from vibrations, dust and
any other external influence, while the test
profile should be simply free from burrs (burr
free); the system is able to examine even an
oblique cut. Its use is intuitive and does not
need personnel with special qualifications,
while the measuring time is less than 10 seconds and is independent from the complexity
of the profile.
With the same method promex OBJECTIVE
locates the ribs and surface deformations left
by the mould on the profile’s flat surfaces.
Since the surface of aluminium profiles is
opaque, these deformations aren’t visible to
the naked eye. In addition, depending on the
light angle, they can be more or less visible.
This implies an extremely subjective judgment by the observer. Ribs become visible
and recognised as a defect only after painting the surface, often at the end of the production cycle. Promex OBJECTIVE objectively
assesses deformations, classifying them in a
few seconds according to a 10 levels-scale
and according to the severity of the imperfection, allowing excluding defective profiles
from the production process.
For the control of anodized or varnished surfaces, Ascona is developing promex CSI, a
tool that allows finding imperfections like
scratches, grooves, dots and dents. The new
device will be officially presented in 2015, at
the end of industrial testing and final tuning.