Industrializzazione di componente elettronico critico in ambiente simile a cleanroom

Le criticità nel processo di assemblaggio

La complessità di questo nuovo progetto non risiede solo nell’elevato livello tecnologico del componente, ma soprattutto nella necessità di operare in condizioni assimilabili a una cleanroom. L’obiettivo è evitare qualunque tipo di contaminazione che possa compromettere l’affidabilità del prodotto finito: un errore nell’assemblaggio, infatti, potrebbe causare cortocircuiti o, nel peggiore dei casi, incendi nei veicoli. L’inverter è costituito da un sistema multilivello di schede elettroniche, che devono essere posizionate e avvitate con assoluta precisione. È fondamentale:

- evitare qualunque tipo di graffio o danneggiamento ai circuiti stampati
- garantire che nessuna vite venga accidentalmente lasciata all’interno del dispositivo
- impedire il contatto diretto delle viti con le mani, per non contaminarle
- escludere la presenza di polvere metallica causata dallo sfregamento tra viti, potenzialmente dannosa per il funzionamento.

 

A rendere la sfida ancora più complessa, il processo richiede l’impiego di viti di diverse tipologie, con forme, impronte e lunghezze differenti, oltre all’inserimento di colonnette distanziatrici, fondamentali per separare i vari livelli delle schede.

In questo contesto di assemblaggio critico, l'intervento dei tecnici RDB ha permesso di sviluppare una soluzione integrata e sicura, conforme agli standard richiesti dal cliente e dal settore automotive.

La progettualità dei tecnici RDB

La linea produttiva sviluppata per l’assemblaggio dell’inverter era composta da otto postazioni di lavoro distinte. Questo elevato livello di articolazione ha richiesto una combinazione di tecnologie avanzate, ciascuna studiata per risolvere esigenze specifiche.

RDB, grazie alla propria esperienza e alla collaborazione con la consociata MTA Assembly, ha progettato e implementato una soluzione integrata che ha incluso quattro interventi tecnici di rilievo: 

1. Pulitore di viti: zero contaminazione, massima affidabilità

Sebbene gli alimentatori viti RDB, funzionanti senza vibrazioni, già garantiscano un'elevata protezione contro la generazione di polveri metalliche, il cliente ha richiesto un ulteriore livello di sicurezza. È stato quindi progettato, realizzato e installato un sistema dedicato alla pulizia delle viti, in grado di eliminare anche le micro-particelle residue. Questa soluzione è stata sviluppata in sinergia con MTA Assembly, specializzata in soluzioni custom per l’automazione industriale.

2. Alimentazione doppia per viti simili ma di lunghezze diverse

In alcune postazioni, l’assemblaggio richiedeva due tipi di viti con stessa impronta e diametro, ma con lunghezze differenti. Per gestirle con efficienza e senza errori, è stato impiegato il sistema DROP RDB a due vie, che consente di alimentare un unico avvitatore con entrambe le tipologie, selezionando automaticamente quella corretta.

3. Avvitatura orizzontale con slitte manuali RDB VTA

Due delle postazioni prevedevano avvitature in posizione orizzontale, particolarmente delicate per l’ergonomia e la precisione richiesta. In questi casi, la soluzione ottimale è stata l’impiego delle slitte di avvitatura manuale RDB VTA, integrate con avvitatori a pistola, per garantire ripetibilità, accuratezza e sicurezza dell’operatore.

4. Alimentazione intelligente di colonnette distanziatrici

Anche le colonnette distanziatrici, essenziali per separare i livelli delle schede, avevano due lunghezze diverse. Per automatizzarne la gestione, RDB ha progettato un sistema che permette al PLC di linea di selezionare in tempo reale quale alimentatore attivare, evitando qualsiasi margine di errore da parte dell’operatore e migliorando l’affidabilità complessiva del processo. 

Questa integrazione di soluzioni personalizzate, sicure e intelligenti ha permesso di soddisfare pienamente le esigenze del cliente, mantenendo gli elevati standard richiesti dal settore automotive e garantendo un processo stabile e controllato in ambiente simile a cleanroom.

 

I miglioramenti ottenuti

L’intervento dei tecnici RDB ha portato benefici tangibili su più livelli, migliorando sensibilmente le performance della linea di assemblaggio e la sicurezza del processo produttivo:

Contaminazione ridotta a zero: grazie al sistema di pulizia delle viti, è stata eliminata ogni traccia di polvere metallica, riducendo il rischio di cortocircuiti e guasti elettronici;

Flessibilità nella gestione delle viti: con gli alimentatori a doppia via, è stato possibile alimentare un solo avvitatore con due lunghezze di viti, ottimizzando gli spazi ed evitando il cambio utensile;

Precisione e ripetibilità: l’uso delle slitte VTA ha aumentato la qualità dell’avvitatura orizzontale, migliorando l’ergonomia per gli operatori e la ripetibilità del serraggio;

Azzeramento degli errori umani: l’integrazione tra PLC e sistema di alimentazione delle colonnette ha eliminato completamente il margine di errore nella selezione dei componenti, automatizzando una fase critica del processo.

 

I prodotti RDB impiegati nel progetto 

Per rispondere alle esigenze complesse dell’industrializzazione dell’inverter, RDB ha integrato una serie di soluzioni ad alto contenuto tecnologico, tutte finalizzate a garantire precisione assoluta, ergonomia operativa e tracciabilità del processo.

Ecco i principali sistemi utilizzati:

Sistema di condotta guidata Smart Robots, interfacciato con avvitatori trasduttorizzati classe A, per garantire la perfetta esecuzione di ogni serraggio. Il sistema è stato montato su bracci ergonomici con encoder, per tracciare ogni movimento in tempo reale;

Avvitatori elettronici DDK modello HFT, utilizzati sia in configurazione diritta che a pistola, ideali per gestire le diverse posizioni e angolazioni richieste in linea;

Alimentatori viti RDB 3020 a tamburo (dove possibile) ed altri con tazza vibrante, impiegati per alcune tipologie di viti e per la gestione automatizzata delle colonnette;

Slitte di avvitatura VTA con vuoto progettate per garantire un perfetto posizionamento sia in verticale sia in orizzontale, in condizioni ergonomiche e controllate;

Bracci ergonomici cartesiani BA-PC, dotati di encoder integrato, affiancati da bracci in carbonio DMF-PC con doppio encoder, per un equilibrio ottimale tra leggerezza e controllo;

Unità di controllo DPC Touch, per la supervisione delle attività di avvitatura e la raccolta dati in tempo reale; 

Selettore di prelievo pick & place SPP, utilizzato per l’alimentazione automatica e selettiva delle colonnette distanziatrici, con controllo completamente gestito da PLC.

 

La competenza RDB a servizio dell’affidabilità industriale 

Grazie a un approccio progettuale basato sull’integrazione delle migliori tecnologie avanzate e customizzate, RDB ha reso possibile l’industrializzazione di un prodotto critico, garantendo qualità del processo, assenza di contaminazioni e affidabilità funzionale del componente elettronico.

Ogni soluzione adottata è stata pensata per adattarsi perfettamente alla specificità della linea e al tipo di prodotto, confermando il valore di RDB come partner tecnico per i sistemi di assemblaggio ed avvitatura nei settori più esigenti.

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