Nessuno vuole ritrovarsi una nuova macchina utensile in reparto con problemi geometrici, che non riesce a produrre pezzi conformi o, peggio, che riesce a produrli ma al limite della tolleranza e che, dopo poco tempo di utilizzo, produce solo scarti.

Oggi ti racconto come affrontare in modo serio ed efficace un controllo geometrico di una macchina utensili per non avere brutte sorprese.

 

UN MODO SERIO ED EFFICACE SUL
COME ESEGUIRE UN CONTROLLO GEOMETRICO
DI UNA MACCHINA UTENSILE

 

Lo scopo di questo articolo è quello di dare una visione generale del collaudo di una macchina utensile ed, in particolar modo, del collaudo geometrico, descrivendoti come dovrebbe essere strutturato un efficiente servizio di collaudo in un’azienda produttrice di macchine utensili.

Ecco un modello di come dovrebbe essere organizzato un servizio di collaudo in un’azienda che produce macchine utensili. Si possono individuare quattro aree funzionali:

• COLLAUDO IN ACCETTAZIONE

• COLLAUDO INTEROPERAZIONALE

• COLLAUDO NEL MONTAGGIO

• COLLAUDO FINALE

COLLAUDO IN ACCETTAZIONE

Comprende le attività che devono garantire all’azienda la conformità dei prodotti forniti dal mercato esterno alle specifiche tecniche di ordine.

Il collaudo in accettazione è un collaudo che controlla forniture esterne, vale a dire guarda all’esterno dell’azienda e va a vedere soltanto la rispondenza del prodotto finito alle prescrizioni indicate nell’ordine, senza preoccuparsi del processo di lavorazione.

É importante sottolineare che tutte le azioni di collaudo devono partire da un documento di riferimento: se questo non è chiaro, l’azione di collaudo non può essere eseguita, non ha senso.

Nel caso del collaudo in accettazione il documento di riferimento è dato all’ordine di acquisizione del materiale.

I materiali normalmente acquisiti sul mercato esterno da un’azienda che produce macchine utensili appartengono alle seguenti tipologie:

• semilavorati;

• particolari meccanici a disegno;

• particolari da commercio non a disegno (a catalogo);

• impiantistica (elettrica, idraulica, elettronica, meccanica).

I documenti di riferimento per quanto attiene il collaudo in accettazione solitamente sono:

• ordine di fornitura;

• specifica tecnica di fornitura;

• disegno;

• norme tecniche.

Se il collaudo dichiara il materiale conforme, l’azienda è autorizzata a prendere in carico il materiale e a considerarlo disponibile per le operazioni successive.

In caso di non conformità, il materiale viene esaminato da una commissione che dovrebbe essere costituita da tutte le funzioni aziendali interessate dalle decisioni prese.

I criteri di valutazione delle non conformità dovrebbero essere quasi sempre esclusivamente tecnici, anche se, alcune volte, possono essere influenzati da esigenze di programmazione delle lavorazioni successive, oppure condizionati dal tipo di fornitore interessato e dai suoi rapporti con l’azienda.

La non conformità può comportare uno dei seguenti giudizi:

• accettazione in deroga;

• scarto definitivo;

• accettazione con riparazione.

A completamento di tale struttura sarebbe opportuna anche la presenza di una sala di metrologia e di un laboratorio dove poter controllare le caratteristiche chimico-fisiche, meccaniche e di integrità dei materiali.

COLLAUDO INTEROPERAZIONALE

Il collaudo di un’azienda non finisce con il collaudo in accettazione in quanto una parte del materiale acquistato può subire delle lavorazioni interne. In tal caso, il materiale viene prelevato a magazzino, montato sulle varie macchine e lavorato.

La fase di controllo durante la lavorazione del pezzo va sotto il nome di collaudo interoperazionale.

Mi dispiace per gli interisti che stanno leggendo, ma non ha nulla a che fare con la squadra di calcio…

Può essere visto come verifica di prodotto, ma molto più spesso come controllo di processo (vedi tecniche SPC).

Il collaudo interoperazionale è, a differenza di quello in accettazione, inserito nel mondo della produzione aziendale, segue specificatamente la lavorazione e quindi deve, da un certo punto di vista, considerare le difficoltà della produzione.

Gli interventi di collaudo interoperazionale devono essere previsti nelle fasi ritenute più delicate dal punto di vista qualitativo, cioè in quelle in cui il rischio di generare delle non conformità è alto.

L’ultima operazione di collaudo interoperazionale è il controllo finale del pezzo.

Ogni azione di controllo prevista dal ciclo di lavorazione deve dar luogo ad un giudizio di conformità o non conformità esattamente come succede nel collaudo in accettazione.

Quando il collaudo interoperazionale individua una conformità, fa proseguire il particolare per le lavorazioni successive; se, invece, individua una non conformità si ha il fermo del particolare.

La non conformità deve essere subito esaminata dall’organo competente in modo che venga adottata una delle seguenti decisioni: accettazione in deroga, scarto definitivo e accettazione con riparazione.

COLLAUDO AL MONTAGGIO

Il Collaudo al montaggio comprende le azioni di controllo che vengono attuate nel corso delle operazioni di montaggio dei gruppi e/o del montaggio generale della macchina.

Al montaggio convergono tutti i pezzi che sono stati realizzati e quelli che provengono dalle acquisizioni esterne; il reparto montaggio è in genere diviso in due sottoreparti: uno è il reparto montaggio gruppi, l’altro è il reparto montaggio finale della macchina.

Nel reparto montaggio gruppi si effettua il montaggio dei singoli gruppi; ciascun gruppo costituente la macchina viene assemblato separatamente.

Una volta terminato l’assemblaggio, i singoli gruppi vengono portati nel sottoreparto di montaggio finale, dove sono collegati tra di loro e viene eseguito il montaggio finale della macchina.

Il collaudo al montaggio è un’azione di controllo particolarmente delicata, in quanto viene molto spesso delegata alle capacità individuali del collaudatore. È un collaudo che ha dei riferimenti molto difficili da individuare correttamente.

Si danno indicazioni di carattere generale, ma, al di là di queste, è importante l’esperienza individuale di colui che è chiamato ad effettuare la verifica.

Le operazioni di montaggio sono individuate dal ciclo di montaggio analogamente al ciclo di lavorazione che individua le sequenze di lavorazione.

Nel ciclo di montaggio si indica al montatore la sequenza delle operazioni da seguire. Il collaudatore al montaggio è un montatore che ha acquisito un’esperienza notevole che gli permette di essere una guida nell’operazione di montaggio.

Le operazioni di collaudo al montaggio devono essere previste da un ciclo di montaggio nelle posizioni del ciclo ritenute particolarmente delicate dal punto di vista qualitativo.

Tali operazioni devono essere definite da adeguate istruzioni operative e protocolli di collaudo che ciascuna azienda produce in base alla propria esperienza.

L’istruzione operativa descrive puntualmente le modalità con cui devono essere eseguite le operazioni di collaudo. Il protocollo di collaudo è un documento sul quale sono indicati i risultati attesi e riportati quelli ottenuti.

Questi documenti sono essenziali per l’esecuzione delle operazioni di collaudo al montaggio e rappresentano i documenti di riferimento.

Le operazioni di collaudo al montaggio normalmente riguardano:

• FUNZIONALITÀ DI GRUPPI;

• ALLINEAMENTI;

• ACCOPPIAMENTI FRA STRUTTURE.

Il caso classico di funzionalità di gruppi è il controllo funzionale di una testa operatrice o di un carro croce.

Il caso classico di allineamenti è il controllo dell’allineamento dei supporti di una vite di traslazione di un asse lineare e la sua chiocciola.

Il caso classico di accoppiamenti fra strutture è quello tra un carro e il basamento della macchina stessa.

Supponiamo, per esempio, di avere un banco su cui scorre un carro e di voler controllare l’accoppiamento tra il banco ed il carro. Ovviamente, l’accoppiamento è quello delle guide del carro rispetto a quelle del banco, questo significa che bisogna verificare la compatibilità delle superfici che definiscono l’accoppiamento del banco con il carro.

Bisogna garantire che l’accoppiamento tra le superfici del carro e del banco avvenga in modo corretto, cioè che non succeda, ad esempio, che il carro poggi solo su una parte e non si accoppi con l’altra guida, in quanto, in tal caso, il carico finirebbe tutto su una guida con l’altra scarica, che perderebbe la funzione di supporto del peso del carro.

Per controllare questi accoppiamenti esistono delle procedure che sono procedure di verifica del contatto tra superfici rigide messe in accoppiamento.

Si sporca uno degli elementi dell’accoppiamento, per esempio la guida del banco, con del blu di Prussia, e si appoggia il carro sulla superficie sporcata con il blu di Prussia.

il carro viene mosso sulla superficie ed il blu di Prussia si trasferisce nelle zone di contatto generate nell’accoppiamento e sporca di blu la superficie del carro.

In tal modo si riesce a vedere dove lavora il carro e, con operazioni manuali di adattamento, si cerca di allargare il più possibile, tramite operazione di raschiettatura, la superficie di contatto, fino a farla diventare circa l’80-90% della superficie teorica di contatto, e di avere i punti di contatto distribuiti uniformemente su tutta la superficie.

Per alcuni costruttori di macchine utensili, l’accoppiamento viene considerato accettabile se, appoggiando una maschera, che lascia uno spazio libero di un pollice quadro, in un punto qualsiasi della superficie di contatto da verificare, si trovano almeno 5 punti di contatto.

I risultati ottenuti dall’operazione di collaudo al montaggio devono essere sempre conformi ai risultati attesi.

In caso di non conformità, è necessario mettere in atto tutte quelle operazioni volte ad ottenere la conformità.

COLLAUDO FINALE

Sostanzialmente il collaudo finale delle macchine utensili si articola in una serie di azioni che si possono descrivere come segue:

• COLLAUDO FINALE INTERNO;

• COLLAUDO PRELIMINARE CONTRATTUALE CON IL CLIENTE PRESSO LO STABILIMENTO DEL FORNITORE;

• COLLAUDO CONTRATTUALE DI ACCETTAZIONE FINALE CON IL CLIENTE PRESSO LO STABILIMENTO DEL CLIENTE.

Queste sono fasi le fasi tradizionali che caratterizzano il collaudo finale di una macchina utensile e che hanno tutte una specifica importanza che qui di seguito cercheremo di individuare.

COLLAUDO FINALE INTERNO

Azione di estrema importanza che ha sostanzialmente due scopi:

• Il primo è la verifica della conformità della costruzione alle prescrizioni del piano di prodotto.
• Il secondo è la ricerca, laddove richiesta dall’ufficio tecnico, di livelli di prestazione più avanzati di quelli previsti dal piano di prodotto o di informazioni tecniche più approfondite, su aspetti costruttivi, funzionali o di prestazione, non inserite nel piano di prodotto ma utili ai fini della ricerca del miglioramento continuo della produzione aziendale.

É chiaro che questa azione di collaudo è di importanza fondamentale per la conoscenza qualitativa del prodotto che si è realizzato ed è azione che rappresenta, sostanzialmente, un esame di valutazione dello sforzo che tutte le componenti della struttura aziendale hanno compiuto per realizzare l’obbiettivo che l’azienda si era proposto.

In questa azione di collaudo la macchina deve essere analizzata in tutti i suoi aspetti con grande scrupolo, con grande onestà intellettuale, con esasperata accuratezza metrologica e raffinatezza di metodo, naturalmente nei limiti di quanto richiesto dal piano di prodotto e dalle eventuali richieste aggiuntive dell’ufficio tecnico.

Il documento conclusivo di tale azione di collaudo non può essere un documento schematico ma una relazione tecnica che, considerando tutte le indicazioni, e prescrizioni contenute nel piano di prodotto, evidenzia la capacità o meno della costruzione di soddisfarle in modo sicuro.

Unitamente a ciò, la relazione tecnica deve anche rispondere ai quesiti posti dall’ufficio tecnico.

Bisogna però dire che, in ambiente industriale, questa azione è molto spesso solo una aspirazione in quanto i tempi industriali non permettono quasi mai di poter effettuare, in modo completo e soddisfacente, tale azione; rimane comunque chiaro che tale azione è di importanza fondamentale per conoscere in modo approfondito la macchina realizzata, per valutarne le capacità potenziali e per capirne limiti e difficoltà ed avere, conseguentemente, le informazioni necessarie per migliorare la qualità delle future produzioni.

COLLAUDO PRELIMINARE CONTRATTUALE CON IL CLIENTE
PRESSO LO STABILIMENTO DEL FORNITORE

È l’azione di collaudo finale che mette per la prima volta il cliente a contatto con l’oggetto del contratto di fornitura che, se ben fatto, dovrebbe avere specificamente indicato in modo dettagliato le condizioni di collaudo cui la macchina dovrà essere sottoposta in sede di collaudo preliminare e di collaudo di accettazione finale.

Il contratto di una macchina utensile è discorso complicato proprio perché la macchina utensile è un bene chiamato a produrre altri beni che molto spesso hanno esigenze qualitative estremamente elevate e sottoposte a rigorose verifiche dalle quali immediatamente si evidenziano le manchevolezze della macchina di produzione.

Il contratto di una macchina utensile dovrebbe partire da un piano di prodotto ben fatto nel quale tutte le caratteristiche cui la macchina utensile dovrà soddisfare sono dettagliatamente individuate e definite ed il contratto dovrebbe coinvolgere solamente quelle caratteristiche generali, funzionali, di prestazione, di sicurezza, di collaudo che sono chiaramente ed esplicitamente individuate nel piano di prodotto.

Se il contratto è così fatto il collaudo preliminare contrattuale diviene una parte del collaudo finale interno ed in genere questo collaudo preliminare si articola facendo riferimento ad una serie di norme riconosciute a livello internazionale.

Definite le norme cui un contratto dovrebbe sempre fare riferimento, il collaudo preliminare contrattuale con il cliente presso gli stabilimenti del fornitore è presto definito.

Si tratta cioè di sottoporre la macchina utensile ad una serie di verifiche che sono esattamente e dettagliatamente definite dalle norme specifiche per tipologia di macchina adottando per ciascuna verifica le procedure metrologiche ed i relativi metodi operativi definiti dalle norme di procedura.

Bisogna mettere in evidenza che non può essere consentita, in sede di collaudo contrattuale, alcuna variazione a quanto contrattualmente definito, ciò significa che nel corso dei collaudi contrattuali gli schemi di collaudo definiti dalle norme specifiche ed i metodi di misura previsti dalle norme di procedura non possono essere modificati né nella sostanza né nella forma.

É importante sottolineare questo aspetto perché potrebbe risultare facile vedere insorgere contenziosi generati da diverse interpretazioni dei metodi di misura.

Terminate le operazioni di collaudo preliminare che sono, in genere, eseguite su macchina completamente funzionante ma non necessariamente allestita nel suo aspetto definitivo, è prassi consolidata che i responsabili del cliente ed il responsabile del fornitore sottoscrivano un documento nel quale vengono attestate le risultanze dei collaudi eseguiti, che vengano evidenziate le eventuali non conformità, che vengano definiti gli interventi da effettuare prima dello smontaggio e spedizione della macchina negli stabilimenti del cliente, che venga autorizzato lo smontaggio, le eventuali correzioni da eseguire e le operazioni di spedizione della macchina.

In questo modo e con questo documento può considerarsi conclusa la fase di collaudo preliminare della macchina e da questo documento derivano quelle azioni amministrative che a tale documento sono collegate.

COLLAUDO CONTRATTUALE DI ACCETTAZIONE FINALE
CON IL CLIENTE PRESSO LO STABILIMENTO DEL CLIENTE

É quest’ultima l’azione di collaudo che, una volta completata, dà origine alle seguenti situazioni:

• LA MACCHINA VIENE DEFINITIVAMENTE ACCETTATA DAL CLIENTE;

• LA MACCHINA VIENE PRESA IN CARICO DAL CLIENTE;

• INIZIA A DECORRERE IL PERIODO CONTRATTUALE DI GARANZIA;

• IL FORNITORE PUÒ CONSIDERARE CONCLUSA LA SUA FORNITURA.

L’operazione di collaudo contrattuale di accettazione finale con il cliente presso lo stabilimento del cliente si svolge quando la macchina è stata spedita e rimontata presso lo stabilimento in cui il cliente intende venga utilizzata.

Prima di rimontare la macchina presso lo stabilimento del cliente e laddove ne esista la necessità dovrà, da parte del fornitore, essere collaudata la fondazione che, insieme agli elementi di ancoraggio della macchina alla fondazione stessa, è da considerare parte fondamentale della macchina medesima.

Le caratteristiche del plinto di fondazione, sia quelle tipicamente di profilo sia quelle strutturali, devono essere definite in sede di stipulazione di contratto e queste devono dar luogo ad un protocollo di collaudo concordato fra le parti sia in termini di deformazioni sotto carico, che in termini di metodo di controllo da adottare.

Collaudata la fondazione il fornitore sottoscrive il protocollo di collaudo dichiarandone la conformità alle prescrizioni e autorizza il montaggio della macchina sulla fondazione positivamente collaudata.

Le operazioni di collaudo finale presso il cliente non si discostano da quelle eseguite presso lo stabilimento del fornitore salvo il fatto che in questa sede il collaudo finale, per essere considerato conforme, deve dare evidenza del fatto che tutte le prescrizioni contrattuali sono state raggiunte.

Il collaudo finale della macchina presso il cliente altro non è quindi che la ripetizione completa delle operazioni di collaudo preliminare questa volta condotte sulla macchina definitivamente montata e quindi sulla macchina presentata al cliente nella sua veste definitiva.

(Queste informazioni sono state tratte da una ricerca sviluppata da parte del Laboratorio MUSP)

Maurizio Porta
Esperto Nella Produzione Flessibile