Automatizzazione del processo di rivettatura

Un produttore di scale utilizza una rivettatrice idraulica personalizzata a quattro teste che posiziona contemporaneamente quattro rivetti da 0,1875 pollici di diametro. Foto per gentile concessione di National Rivet & Manufacturing Co.

La formatura orbitale di rivetti di grande diametro o di parti tubolari a volte richiede un gruppo speciale a tre teste a rulli invece di una penna. Foto per gentile concessione di ECI Spinnomatic LLC

Alla fine del 2013, un produttore di pannelli solari ha installato due alimentatori automatici GB8000 personalizzati per accelerare la produzione dei telai dei pannelli. L'unità alimenta automaticamente i rivetti alla rivettatrice. Foto per gentile concessione di Gage Bilt Inc.

Questa testa motrice pneumatica M-500 è integrata in un sistema di rivettatura orbitale completamente automatizzato. Foto per gentile concessione di Orbitform

Il cuore di questa cella di lavoro è il controller di processo HPP25, che garantisce una rivettatura uniforme anche se i rivetti variano in durezza. Foto per gentile concessione di BalTec Corp.

Durante la seconda guerra mondiale, Rosie the Riveter fece molto di più che ispirare le donne americane a sostenere lo sforzo bellico unendosi alla forza lavoro. Ha anche reso il paese consapevole dell'importanza della rivettatura manuale per costruire un esercito forte e vincere la Seconda Guerra Mondiale. Oggi, produttori come Airbus sono ugualmente consapevoli dell’importanza della rivettatura semiautomatica e completamente automatica per realizzare prodotti di qualità e ottimizzare la produzione.

Airbus costruisce i pannelli alari per la famiglia di aeromobili A320 nel suo stabilimento di assemblaggio a Broughton, nel Regno Unito, dal 1997. I pannelli sono assemblati in celle di lavoro utilizzando macchine rivettatrici elettromagnetiche a bassa tensione (LVER).

Ogni cella di lavoro è composta da una macchina e due attrezzature per pannelli alari. Realizzata da Electroimpact, la macchina installa rivetti lumaca, bulloni di bloccaggio del tipo a moncone, collari leggeri con proporzioni scanalate (LGP) e bulloni temporanei a testa a filo nella superficie superiore dei pannelli alari. La macchina è dotata di teste di fissaggio separate per i lati del rivestimento e dei longheroni del pannello alare, che è orientato verticalmente nell'attrezzatura.

All'inizio del processo, le teste di fissaggio bloccano il gruppo del pannello con una forza massima di 2.000 libbre per evitare la separazione dei componenti e bave nell'interfaccia. Quindi, una tavola navetta utilizza un mandrino per praticare il foro del rivetto e un rivetto viene alimentato attraverso il tubo alla rivettatrice elettromagnetica.

La tavola navetta inserisce il rivetto nel foro e ne misura la sporgenza. Se non è corretto, il rivetto viene rimosso. Se corretto, il rivetto viene formato dalla rivettatrice e il tavolo navetta fresa la testa del rivetto all'altezza corretta (a filo fino a +0,002 pollici). Infine, le teste di fissaggio si sbloccano e la macchina si sposta alla successiva posizione di fissaggio.

Per Airbus e altre aziende aerospaziali, macchine come LVER sono essenziali. Tuttavia, i produttori non aerospaziali non hanno bisogno di effettuare investimenti così ingenti in attrezzature per godere dei vantaggi della rivettatura semiautomatica o completamente automatica. Che si tratti di installare rivetti ciechi in pentole o rivetti solidi in componenti di mobili, gli assemblatori hanno numerose opzioni per automatizzare il processo.

Sia l’industria automobilistica che quella aerospaziale sono state le prime ad adottare la tecnologia di rivettatura automatica.

Fran Cyr, presidente e tesoriere della National Rivet & Manufacturing Co., afferma che l'azienda ha introdotto una rivettatrice semiautomatica all'inizio degli anni '40. La macchina è stata a lungo utilizzata sia dai produttori aerospaziali che automobilistici.

"Il suo funzionamento di base non è cambiato molto in più di 70 anni", osserva Cyr. “L'operatore carica le parti di assemblaggio e attiva la macchina premendo un pulsante o utilizzando un interruttore a pedale. La rivettatura richiede un terzo di secondo e l’operaio rimuove il pezzo finito”.

Dalla metà degli anni Quaranta alla fine degli anni Sessanta, l'uso della rivettatura semiautomatica da parte dell'industria automobilistica è rimasto minimo, principalmente per le cerniere delle porte e i gruppi di chiusura. È leggermente aumentato con l’arrivo dei robot negli stabilimenti all’inizio degli anni ’70 per tenere il passo con la produzione. Ma la vera fase di crescita, che comprende l'uso della rivettatura completamente automatizzata, è iniziata a metà degli anni '80.

Circa 30 anni dopo, le case automobilistiche si affidano alla rivettatura semi o completamente automatica per assemblare componenti dei sedili, ganasce e rivestimenti dei freni, cerniere delle porte e chiusure del pavimento e del cofano. I prodotti più complicati includono elementi portanti della trasmissione, riscontri per portiere e cofani (che uniscono il filo del riscontro a una piastra di accoppiamento), convertitori di coppia e perni a sfera (che uniscono il perno a sfera a una piastra di accoppiamento).