L’evoluzione dei sistemi manifatturieri verso modelli produttivi sempre più flessibili rappresenta oggi una delle principali direttrici di sviluppo dell’industria avanzata, soprattutto nei contesti caratterizzati da elevata variabilità dei lotti, personalizzazione dei componenti e crescente pressione sui costi energetici e materiali. Le macchine passano da essere isolate ad essere integrate in sistemi produttivi veri e propri, in sinergia con la fabbrica e con i flussi. In questo scenario si inserisce lo Smart Flexible Manufacturing System (Smart FMS) sviluppato da Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW), soluzione progettata per superare i limiti delle linee tradizionali basate su processi rigidi e configurazioni dedicate.
Il sistema nasce con l’obiettivo di consentire la lavorazione di differenti tipologie di pezzi e dimensioni di lotto senza lunghi tempi di riattrezzaggio, introducendo un paradigma produttivo adattivo che risponde contemporaneamente a esigenze economiche — come maggiore saturazione degli impianti e riduzione dei tempi di setup — e a obiettivi di sostenibilità legati al contenimento dei consumi di materiali ed energia. L’architettura tecnologica dello Smart FMS si fonda su tre componenti principali: il sistema di serraggio modulare Sfix, la cella robotizzata mobile S-cell e il sistema automatico di cambio pallet, integrati attraverso il software di orchestrazione SmartFlow.
Uno degli elementi più innovativi è rappresentato sicuramente dal sistema Sfix, concepito per semplificare e standardizzare il bloccaggio dei pezzi. Nelle produzioni tradizionali ogni componente richiede infatti un dispositivo di serraggio dedicato, con costi elevati di progettazione, produzione e stoccaggio, particolarmente gravosi nelle piccole serie con numerose varianti. Nella Sfix-cell un robot assembla automaticamente il dispositivo necessario a partire da componenti standardizzati, utilizzando come riferimento il modello CAD del pezzo. La base del sistema è costituita da una piastra brevettata sulla quale gli elementi vengono posizionati con precisione.
“Sfix rende il processo di serraggio pianificabile e ripetibile – spiega Michael Kreuzberger, Product Manager presso SW – Questo riduce in modo significativo i costi di attrezzaggio e di stoccaggio e aumenta l’affidabilità del processo, soprattutto con componenti soggetti a frequenti variazioni”. Il sistema modulare può sostituire fino a 150 dispositivi di serraggio convenzionali, con benefici tangibili in termini di riduzione del materiale utilizzato e dello spazio di magazzino.
Il sistema di cambio pallet rappresenta un ulteriore elemento di automazione, fungendo da interfaccia tra la Sfix-cell e la macchina utensile e consentendo la sostituzione rapida e sicura dei pallet senza intervento manuale. La movimentazione può avvenire tramite un asse a pavimento oppure mediante robot mobili autonomi (AMR), aumentando la flessibilità dell’installazione e l’adattabilità ai diversi layout produttivi.
La componente di automazione mobile è affidata alla S-cell, una piattaforma autonoma equipaggiata con robot industriale che consente il trasferimento dei materiali tra stazioni di lavorazione, lavaggio o assemblaggio senza collegamenti rigidi. Il sistema si muove autonomamente nello stabilimento tramite un veicolo a guida automatica, si posiziona con precisione alla stazione richiesta, esegue le operazioni di carico e scarico e prosegue verso la fase successiva del processo. La cella riconosce automaticamente la tipologia di stazione con cui interagisce e adatta di conseguenza i propri parametri operativi, mantenendo allo stesso tempo l’accessibilità delle macchine per attività di manutenzione o attrezzaggio.
L’intero sistema è coordinato dal software SmartFlow, che ottimizza l’utilizzo delle risorse produttive attraverso una pianificazione supportata da algoritmi di intelligenza artificiale, adattando dinamicamente la sequenza delle lavorazioni alle variazioni della domanda o alle condizioni operative. “Questa soluzione è estremamente conveniente, poiché consente investimenti progressivi, un’elevata riutilizzabilità dei componenti e tempi di ammortamento ridotti – conclude Kreuzberger -. Le aziende possono implementare il sistema gradualmente ed espanderlo secondo le necessità, grazie anche alla facilità di integrazione con macchine SW e sistemi di altri produttori attraverso interfacce aperte”.