Un protocollo FAT e SAT per le macchine per sbarre che si può davvero usare

Comprare un bene strumentale da un fornitore dall'altra parte del mondo si riduce a una domanda: che cosa succede se non fa quello che dice l'offerta? La risposta si decide prima di versare l'acconto, e dipende dal fatto che i criteri di accettazione siano scritti, misurabili e allegati all'ordine d'acquisto.

Quello che segue è un protocollo che può prendere, adattare e allegare al contratto. Copre macchine di punzonatura, cesoiatura e piegatura per sbarre in rame ed è deliberatamente preciso su numerosità dei campioni e limiti, perché un criterio senza una numerosità campionaria non è un criterio.

Prima del FAT: concordare le condizioni

Nove decimi delle contestazioni in accettazione riguardano le condizioni, non i risultati. Le definisca per iscritto prima che la macchina venga costruita.

Il pezzo di prova. Sezione, materiale, stato del materiale e fornitore. Scelga una sezione vicina alla capacità nominale della macchina, non una comoda: una macchina che punzona magnificamente barra da 8 mm non le dice nulla sui 16 mm. Il calcolatore della forza di punzonatura le dirà se la sezione scelta carica davvero la macchina. E la barra la fornisca lei. Se la fornisce il fornitore, fornirà barra buona.

Il programma. Un pezzo della sua produzione, scelto in modo da comprendere il passo fori peggiore, la barra più lunga, la piega più stretta e un cambio utensile.

Gli strumenti di misura. Nominati, tarati, con i certificati disponibili il giorno stesso, concordati fra le parti. Quale strumento faccia fede in caso di contestazione va deciso prima della contestazione.

L'ambiente. Temperatura e tensione di alimentazione che la macchina vedrà durante la prova.

Capacità di misura, che è dove la maggior parte dei protocolli fallisce

Due problemi invalideranno i suoi risultati se li ignora.

Risoluzione. La regola pratica è che la risoluzione dello strumento non sia peggiore di un decimo della tolleranza che sta sorvegliando. Per una tolleranza di piega di ±0,1° la fascia totale è 0,2°, quindi le serve una risoluzione di 0,02°. La maggior parte dei goniometri digitali da officina risolve 0,05°, cioè un quarto della fascia. O porta strumenti migliori, oppure scrive il limite di accettazione rispetto a ciò che riesce davvero a misurare e lo dichiara nel contratto. Non scriva un limite che non può verificare.

Temperatura. Il rame si dilata di circa 17 µm al metro per kelvin. Su una barra da 6 m, un kelvin fa 0,10 mm e cinque kelvin fanno mezzo millimetro, che è confrontabile con l'intera tolleranza di lunghezza. La temperatura di riferimento è 20 °C (ISO 1). Lasci stabilizzare insieme barra e strumento per almeno quattro ore, registri la temperatura sul foglio di prova e corregga se è fuori da 20 ± 2 °C. Misurare 6 m di rame a ±0,1 mm è più difficile che farli, e qualunque protocollo che non lo riconosca è decorativo.

Le prove del FAT

1. Posizione dei fori sull'intera lunghezza della barra

Pezzo di prova: barra da 6000 mm della sezione concordata. Programma: fori a un passo dichiarato a partire dall'estremità di riferimento, per esempio Ø11 mm ogni 500 mm, dodici fori. Metodo: misura dalla faccia di riferimento al centro di ciascun foro su una CMM, oppure con un microscopio a traslazione a centratura ottica contro una scala tarata. Barra stabilizzata, temperatura registrata. Campione: tre barre, tutti i fori su ciascuna. Accettazione:

• Errore di posizione cumulativo entro il valore contrattuale sull'intera lunghezza. Una linea di punzonatura e cesoiatura specificata a ±0,20 mm/m dà ±1,2 mm a 6 m; un centro di lavoro specificato a ±0,10 mm/m su 6 m dà ±0,6 mm.
• Passo fra fori adiacenti entro ±0,10 mm.
• Diametro del foro verificato con calibri a tampone passa/non passa a nominale +0,1 / −0,0 mm.
• Altezza della bava sulla faccia d'uscita non superiore a un valore concordato, di norma 0,1 mm sul rame, misurata su tre fori per barra.

Registri ogni valore, non un esito passa/non passa. La distribuzione le dice più degli estremi, e al SAT le servirà il riferimento di partenza.

2. Ripetibilità dell'angolo di piega

Pezzo di prova: 30 pezzi consecutivi, stesso programma, nessun intervento dell'operatore, nessuna correzione manuale fra un pezzo e l'altro. Metodo: prima scaldi la macchina con dieci pezzi e li scarti. Misuri ciascun pezzo su una campata dichiarata, non sulla punta dell'ala, con uno strumento angolare tarato. Accettazione:

• Tutti e 30 i pezzi entro la fascia contrattuale, per esempio ±0,1° per macchine specificate a quel valore.
• Deviazione standard campionaria s ≤ 0,025° per una fascia di ±0,1°. È il valore che dà Cp ≥ 1,33 su una fascia di 0,2°, ed è il numero che le dice se il processo sarà ancora in tolleranza martedì prossimo.
• Campo di variazione registrato a parte.

Poi faccia una prova in più, che in produzione conta più delle altre trenta: dopo che la macchina è rimasta ferma per 30 minuti, pieghi un pezzo e lo misuri. Il primo pezzo dopo una pausa è quello che manda a rottame materiale, e le macchine oleodinamiche si comportano diversamente da fredde. Qui la compensazione del ritorno elastico si dimostra invece di essere dichiarata su una scheda tecnica.

3. Tolleranza di lunghezza in cesoiatura

Campione: 30 tagli consecutivi a una lunghezza nominale del suo campo abituale, più cinque alla lunghezza programmata minima e cinque alla massima. Accettazione:

• Lunghezza entro i mm/m contrattuali sulla lunghezza misurata.
• Ortogonalità della faccia di taglio entro un valore concordato, per esempio 0,5° misurato con squadra e spessimetro.
• Arrotondamento e trascinamento sul bordo di taglio dichiarati e misurati, perché incidono sull'area di contatto della giunzione.
• I cinque pezzi corti verificano anche il pezzo minimo che l'avanzamento riesce a trattenere. Una macchina dichiarata con spezzone minimo di 55 mm deve produrre un pezzo da 55 mm, e conviene guardare che cosa succede al residuo sotto quella misura.

Misuri i 30 pezzi nominali impilandoli contro un riferimento comune. La dispersione conta più del valore assoluto, e una pila la mostra subito.

4. Tempo ciclo alle condizioni dichiarate

Il tempo ciclo è il criterio scritto più spesso in modo non esigibile. «200 colpi al minuto» è una cadenza di punzonatura al passo minimo senza riposizionamento. Non è produttività, e nessuno ha mai spedito un colpo. Metta nel contratto l'insieme delle condizioni: sezione, programma pezzo, materiale, caricamento manuale o automatico, e se il cronometro comprenda il carico della barra e lo scarico del pezzo.

Metodo: faccia girare un lotto definito di 30 pezzi. Tempo a cronometro dalla prima barra bloccata all'ultimo pezzo nel contenitore, diviso 30. Accettazione: non più dei secondi per pezzo contrattuali maggiorati del 5%.

Registri a parte i colpi al minuto se le interessa, e nel rapporto lo etichetti come cadenza dell'utensile e non come produttività.

5. Rumore

Metodo: pressione sonora di emissione al posto di lavoro dell'operatore secondo la ISO 11202, durante punzonatura continua della sezione concordata alla cadenza concordata. Se il livello al posto di lavoro supera gli 80 dB(A), rilevi la potenza sonora secondo la ISO 3744. Accettazione: un numero dichiarato, per esempio non superiore a 85 dB(A) al posto dell'operatore mentre punzona la sezione contrattuale.

La Direttiva Macchine 2006/42/CE, Allegato I punto 1.7.4.2, impone al fabbricante di dichiarare la pressione sonora di emissione ponderata A ai posti di lavoro dove supera i 70 dB(A), il valore di picco ponderato C sopra 130 dB e la potenza sonora ponderata A dove il livello al posto di lavoro supera gli 80 dB(A). La Direttiva 2003/10/CE fissa poi i suoi obblighi di datore di lavoro: valore inferiore di azione 80 dB(A) LEX,8h, valore superiore 85 dB(A), valore limite di esposizione 87 dB(A). La dichiarazione del fornitore non estingue il suo obbligo, e un valore misurato su barra da 6 mm non rappresenterà la sua officina che punzona 16 mm.

6. Funzionamento dei circuiti di sicurezza

Chieda prima la documentazione: la valutazione dei rischi, l'elenco delle funzioni di sicurezza con il livello di prestazione richiesto secondo la ISO 13849-1 (o il SIL secondo la IEC 62061) e il verbale di validazione secondo la ISO 13849-2. La ISO 13850 fissa PL r c oppure SIL 1 come soglia minima per la funzione di arresto di emergenza in quanto tale, con livelli più alti dove la valutazione dei rischi li richieda.

Poi provi, invece di ispezionare. Ogni funzione di sicurezza, ogni dispositivo, in ogni modo di funzionamento:

• Arresto di emergenza da ciascun dispositivo, in ciascun modo. L'arresto deve prevalere su tutte le altre funzioni, e rilasciare il dispositivo non deve riavviare la macchina.
• Interblocco dei ripari: apra ciascun riparo a metà ciclo e verifichi l'arresto. Poi escluda un canale di un interblocco a doppio canale e verifichi che la macchina vada in guasto anziché proseguire.
• Barriera fotoelettrica o comando a due mani: verifichi il funzionamento, e verifichi che l'eventuale muting faccia quello che dice la documentazione.
• Riavvio dopo il ripristino dell'alimentazione: la macchina non deve ripartire da sola.

Registri il tempo di arresto e lo spazio di arresto misurati per ciascun pericolo protetto. È quella misura a fissare la distanza minima di sicurezza secondo la ISO 13855, e un valore calcolato dal fornitore non sostituisce un valore misurato sulla macchina che sta comprando.

Per macchine destinate all'UE, si tenga presente che il Regolamento (UE) 2023/1230 si applica dal 20 gennaio 2027 e sostituisce la Direttiva 2006/42/CE. Chieda su quale dei due sia costruito il fascicolo tecnico, e ottenga la risposta per iscritto se la consegna cade a cavallo di quella data.

7. Gestione degli allarmi e diagnostica

Provochi i guasti di proposito. Almeno questi: estrarre una barra a metà ciclo, caricare una barra sottomisura, intasare lo scivolo degli sfridi, far scendere la pressione dell'aria sotto soglia, aprire un riparo durante il movimento, ostacolare un asse fino a mandare in allarme un servo, interrompere il trasferimento del programma e togliere alimentazione a metà ciclo per poi riavviare.

Accettazione:

• Ogni allarme ha un codice, una causa in linguaggio corrente e un'azione di ripristino documentata nel manuale.
• Le lingue dell'HMI comprendono la lingua che i suoi operatori leggono davvero.
• Il testo del messaggio nomina il sensore o l'indirizzo di I/O. «Errore di sistema 07» non è una diagnostica.
• Per ciascun guasto, registri se l'operatore può riprendere senza rottamare la barra, e quanto materiale costa ogni ripristino.

Quest'ultimo dato vale più della maggior parte dei numeri di precisione, perché è quello che pagherà ogni settimana.

Scrivere criteri che il contratto possa far valere

Ogni criterio di accettazione ha bisogno di otto elementi. È quando ne manca uno che i criteri diventano opinioni.

Oltre a questo:

Alleghi il protocollo all'ordine d'acquisto prima dell'acconto. Non dopo. Un protocollo prodotto durante la messa in servizio è una trattativa, non una specifica.

Cancelli il linguaggio non misurabile. «Finitura di alta qualità», «precisione da standard di settore», «rumorosità non eccessiva» e «commercialmente accettabile» non sono esigibili. Sostituisca ciascuna espressione con un numero e un metodo, oppure cancelli la clausola e smetta di fingere.

Definisca in anticipo l'esito negativo e la riprova. Una riprova ammessa dopo la correzione, su un nuovo campione della stessa numerosità, entro un termine dichiarato. Dica che cosa succede se anche la riprova fallisce.

Leghi i pagamenti alle firme di accettazione. Una struttura come 30% di acconto, 60% alla firma del FAT e 10% alla firma del SAT funziona perché l'ultima tranche è abbastanza grande da contare e abbastanza piccola perché il fornitore spedisca comunque. Una ritenuta troppo piccola non compra nulla.

Nomini le edizioni delle norme. ISO 13849-1

Stabilisca che il periodo di garanzia decorre dalla firma del SAT, non dalla spedizione. Altrimenti tre mesi di trasporto via mare e di dogana escono dalla sua copertura.

SAT: che cosa cambia in cantiere

Il SAT non è la ripetizione del FAT su carta intestata diversa. Prova le cose che lo stabilimento del fornitore non poteva provare.

Qualità dell'alimentazione. Misuri ai morsetti della macchina stessa sotto carico, non al quadro di distribuzione. La IEC 60204-1 si attende in regime permanente una tensione di alimentazione fra 0,9 e 1,1 volte la nominale e una frequenza fra 0,99 e 1,01 volte la nominale in continuo (fra 0,98 e 1,02 per brevi periodi). Verifichi il senso ciclico delle fasi, la continuità del PE e l'equipotenzialità, e confronti la corrente di cortocircuito presunta alla macchina con la sua tenuta. Registri l'abbassamento di tensione all'avviamento del motore più grande: una pompa oleodinamica che parte su una rete debole è un classico guasto di messa in servizio che nessuno aveva previsto perché nessuno aveva misurato.

Fondazione e messa in piano. Metta in piano il basamento sul valore del costruttore con una livella di precisione e registri le letture. Una macchina da 3600 kg su circa 33 m² non è pesante al metro quadro, ma è lunga, e una macchina lunga segue il pavimento. Ricontrolli dopo 30 giorni e di nuovo a tre mesi: il calcestruzzo si muove, e la precisione di lunghezza che ha accettato si muove con lui.

Condizioni ambientali. Registri gli estremi estivi e invernali dell'officina e confronti con essi la gradazione dell'olio idraulico. Una macchina messa in servizio a 30 °C si comporta diversamente a 8 °C in gennaio, ed è il risultato del primo pezzo dopo la sosta, rilevato al FAT, quello che andrà alla deriva. In siti umidi o costieri, verifichi il grado IP dei quadri e se le resistenze anticondensa siano installate e cablate.

Ripeta le prove di precisione. Posizione dei fori, ripetibilità di piega e lunghezza di taglio, sul suo materiale, alla sua temperatura, condotte dai suoi operatori. Il delta fra FAT e SAT è il contributo di trasporto e installazione, ed è il numero su cui discutere mentre il tecnico di messa in servizio è ancora in stabilimento.

Attestazione di competenza degli operatori. Operatori nominati, ciascuno che produce un pezzo di prova, ciascuno abilitato su: funzionamento normale, cambio utensile, caricamento e trasferimento programmi, ripristino da allarme, manutenzione giornaliera, arresto di emergenza e sezionamento per manutenzione. Conservi il registro: è anche la sua prova di avvenuta formazione se più avanti qualcuno si fa male.

Consegna dei ricambi. Un elenco concordato di ricambi critici con codici, quantità e tempi di consegna dichiarati. Parti di usura, set di punzoni e matrici, lame di cesoia, guarnizioni e filtri, con una vita dichiarata in colpi o in ore. E una fonte commerciale nominata per ogni articolo che non sia specifico dell'OEM, perché cuscinetti, valvole e guarnizioni devono essere acquistabili in loco alle tre di notte.

Lista di riscontro documentale. La firmi voce per voce, alla consegna, prima del pagamento finale:

• Dichiarazione di conformità UE (o Dichiarazione di incorporazione), marcatura CE, riferimento del fascicolo tecnico
• Schemi elettrici aggiornati come costruito con elenco degli I/O; schemi oleodinamici e pneumatici
• Backup dei programmi PLC e CNC, backup dei parametri e condizioni di licenza di entrambi
• Verbale di validazione delle funzioni di sicurezza e valutazione dei rischi
• Certificati di taratura di ogni strumento usato per dimostrare l'accettazione
• Manuali di uso e manutenzione nella lingua degli operatori
• Catalogo ricambi e piano di lubrificazione
• Numero di matricola della macchina e registrazione della configurazione consegnata

Perché i numeri di precisione contano a valle

C'è una ragione per essere severi su posizione dei fori e ripetibilità di piega che va oltre l'orgoglio: la verifica del suo prodotto dipende da loro. Secondo la IEC 61439 il costruttore del quadro verifica per prova, per calcolo o per confronto con un progetto di riferimento già verificato, e sia la sovratemperatura sia il comportamento al cortocircuito dipendono dalla geometria delle sbarre e dalla qualità delle giunzioni. La norma ammette 105 K sulle sbarre in rame nudo e 70 K ai morsetti per il collegamento di conduttori esterni, verificati su una barra, uno schema di foratura e una giunzione specifici.

Una macchina che va alla deriva sulla posizione dei fori cambia l'area di contatto della giunzione. Una macchina che va alla deriva sull'angolo di piega cambia le distanze in aria. I limiti di accettazione di una macchina di punzonatura o di piegatura dovrebbero risalire alle tolleranze che la sua verifica ha assunto, non a ciò che fa buona impressione su una scheda tecnica.

Macchine sui cui valori pubblicati si troverà a fare le prove, per riferimento: la EMAC-BP-60 a ±0,20 mm/m di passo fori, la EMAC-BB-H12 a ±0,1° di precisione di piega e l'IMAC-CENTER 80 a ±0,05 mm di posizionamento e ±0,10 mm/m di precisione di lunghezza su 6 m. Sono questi i numeri da mettere nell'allegato, con accanto il metodo e la numerosità del campione.