Un caso reale di analisi tecnica mostra come un problema apparentemente legato al microinterruttore possa richiedere un’indagine sull’assemblaggio, sulla sigillatura e sul processo produttivo.
Introduzione
Negli stampi a iniezione, i microinterruttori utilizzati sui cilindri idraulici svolgono un compito semplice ma fondamentale: fornire al sistema di controllo un’informazione relativa alla posizione raggiunta dal cilindro.
Quando un microinterruttore smette di funzionare dopo pochi cicli, la prima reazione può essere quella di sostituirlo.
Ma cosa succede quando lo stesso problema si presenta su molti microinterruttori dello stesso stampo o della stessa fornitura?
In questo caso non è più sufficiente considerare il problema come un singolo guasto.
È necessario analizzare il componente, comprendere le condizioni in cui opera e soprattutto individuare la causa comune.
Un caso reale seguito dal Vega Team mostra proprio questo tipo di situazione.
1. Il problema: microinterruttori che smettono di funzionare
Il Cliente segnalò problemi con i microinterruttori MS1 e MS2 installati sui cilindri.
La situazione risultava particolarmente critica perché il problema non riguardava un singolo componente.
Il distributore comunicò infatti che i microinterruttori inviati a Vega erano soltanto dei campioni e che il Cliente aveva acquistato un numero elevato di cilindri, con un totale di 44 microinterruttori interessati dal problema: 22 MSA e 22 MSB.
I due microinterruttori inviati a Vega erano stati scelti proprio perché considerati i campioni nelle condizioni migliori.
Questo elemento rendeva ancora più importante l’analisi.
Se anche i campioni apparentemente migliori presentano anomalie, la soluzione non può essere semplicemente sostituire qualche componente.
Bisogna capire perché il problema si sta verificando.
2. La presenza di liquido all’interno del microinterruttore
Uno dei primi elementi che attirò l’attenzione fu la presenza di liquido all’interno di un microinterruttore aperto dal Cliente.
Il Cliente finale aveva aperto un microinterruttore e aveva riscontrato del liquido all’interno.
Questa osservazione sollevò immediatamente una domanda fondamentale:
Da dove è entrato il liquido?
La risposta non poteva essere data semplicemente osservando il componente dall’esterno.
Era necessario analizzare il sistema di chiusura e sigillatura delle due parti metalliche del microinterruttore.
3. Il grado di protezione IP66
Il Cliente sosteneva che, secondo il catalogo Vega, i microinterruttori MSA e MSB avrebbero dovuto avere un grado di protezione IP66 secondo DIN 40050.
Per questo motivo venne chiesto a Vega di confermare se i microinterruttori rispettassero effettivamente tale grado di protezione.
La questione era quindi molto precisa:
un microinterruttore dichiarato IP66 dovrebbe impedire l’ingresso di liquidi nelle condizioni previste dal relativo grado di protezione.
Di fronte alla presenza di liquido all’interno del componente, era quindi necessario determinare se:
- il liquido fosse effettivamente penetrato dall’esterno;
- il componente fosse stato aperto;
- vi fosse un problema di assemblaggio;
- esistesse una discontinuità nella sigillatura.
4. Prima di concludere, bisogna analizzare il componente
Il Vega Team non si limitò a considerare il problema sulla base della descrizione ricevuta.
Venne richiesto di analizzare il microinterruttore che il Cliente aveva aperto, proprio per cercare di individuare il punto di ingresso del liquido.
Venne inoltre posta una domanda importante:
Il Cliente era sicuro che il liquido trovato all’interno fosse olio?
Questo approccio è significativo.
La presenza di un liquido all’interno di un componente non identifica automaticamente la causa del guasto.
Bisogna stabilire:
- che tipo di liquido sia;
- da dove provenga;
- attraverso quale percorso sia entrato;
- se il componente sia stato modificato o aperto;
- se il sistema di tenuta sia rimasto integro.
5. La prima ipotesi: la sigillatura delle due parti metalliche
Il fornitore dei microinterruttori utilizzava uno specifico prodotto sigillante per chiudere le due parti metalliche del componente.
Nella fase iniziale dell’indagine, Vega non escluse la possibilità che una piccola quantità di materiale potesse essere penetrata all’interno durante il processo di assemblaggio.
Parallelamente, il Cliente aveva espresso una preoccupazione sulla qualità della sigillatura.
Aveva infatti osservato che il problema poteva dipendere dal modo in cui le due parti metalliche venivano sigillate.
Questo portò l’analisi verso il processo produttivo.
6. L’analisi del fornitore individua la causa
Dopo aver ricevuto e analizzato i microinterruttori, il fornitore comunicò a Vega il risultato dell’indagine.
La causa dell’infiltrazione venne identificata come un difetto di assemblaggio.
In particolare, la quantità di colla sigillante non risultava uniforme in tutti i punti della superficie di chiusura del coperchio.
Questo è il punto centrale del caso.
Il problema non era semplicemente:
“il microinterruttore non è sufficientemente resistente.”
La causa individuata era invece legata al processo di sigillatura.
Una quantità non uniforme di sigillante può infatti lasciare zone in cui la protezione non è continua.
7. Una piccola discontinuità può diventare un problema importante
La sigillatura di un componente industriale deve creare una barriera continua.
Se il materiale sigillante è:
- insufficiente in un punto;
- distribuito in modo non uniforme;
- discontinuo;
- applicato in modo non controllato;
può formarsi un potenziale percorso di infiltrazione.
Nel caso analizzato, il fornitore ha quindi individuato proprio nella non uniformità della quantità di colla lungo i punti di chiusura la causa dell’infiltrazione.
Questo dimostra perché, in un’analisi di affidabilità, non bisogna fermarsi al componente finale.
Occorre verificare anche come il componente viene assemblato.
8. La soluzione: modificare il processo automatico di sigillatura
Una volta individuata la causa, il fornitore intervenne sul processo.
Il processo automatico di sigillatura venne controllato e modificato.
Successivamente furono eseguiti test di permeabilità su alcuni microinterruttori.
Il risultato fu positivo: non vennero rilevate infiltrazioni nei microinterruttori sottoposti al test dopo la modifica del processo.
Questo passaggio è particolarmente importante perché dimostra la differenza tra:
identificare una possibile causa
e
verificare che l’azione correttiva abbia risolto il problema.
9. Perché il test di permeabilità è importante
La modifica del processo di sigillatura doveva essere accompagnata da una verifica.
Il fornitore effettuò quindi test di permeabilità su alcuni microinterruttori prodotti dopo la modifica.
L’assenza di infiltrazioni nei campioni testati fornì una prima conferma dell’efficacia dell’azione correttiva.
Questo tipo di verifica è fondamentale.
Se si modifica un processo produttivo senza eseguire un test successivo, non è possibile sapere con sufficiente affidabilità se la modifica abbia effettivamente risolto il problema.
10. Un altro microinterruttore presentava un danno alla molla
Durante la fase di raccolta delle informazioni, il Cliente segnalò anche un altro problema.
Un microinterruttore presentava infatti una molla danneggiata.
Questo elemento deve però essere distinto dal problema di infiltrazione.
Nel case documentato, la causa individuata e successivamente corretta dal fornitore riguarda la sigillatura non uniforme delle parti metalliche e la conseguente infiltrazione di fluido.
Il documento non stabilisce invece che il danno alla molla avesse la stessa causa.
È quindi importante non attribuire automaticamente tutte le anomalie osservate a un’unica origine.
11. Perché non era corretto sostituire immediatamente tutti i microinterruttori
Quando il distributore spiegò che tutti i 44 microinterruttori presentavano lo stesso problema, la situazione diventò particolarmente delicata.
La prima reazione avrebbe potuto essere quella di sostituirli tutti in garanzia.
Il Vega Team scelse invece un approccio più prudente.
Venne chiarito che non era possibile sostituire immediatamente tutti i microinterruttori in garanzia perché era necessario analizzarli prima e successivamente decidere come procedere.
Questo approccio ha un’importante motivazione tecnica.
Se esiste un problema comune di processo, sostituire tutti i componenti senza eliminarne la causa può semplicemente portare alla ripetizione del guasto.
12. Analizzare la causa prima di sostituire il componente
Il caso può essere sintetizzato attraverso una semplice sequenza:
Guasto ripetuto
↓
Raccolta dei campioni
↓
Analisi del componente
↓
Individuazione dell’infiltrazione
↓
Analisi del processo di assemblaggio
↓
Identificazione della sigillatura non uniforme
↓
Modifica del processo
↓
Test di permeabilità
↓
Verifica dell’assenza di infiltrazioni
Questo è un approccio di analisi della causa radice molto più efficace rispetto alla semplice sostituzione del componente guasto.
13. La proposta di sostituire MS1/MS2 con MS5
Durante la discussione, il Cliente aveva anche valutato la possibilità di sostituire tutti i microinterruttori MS1/MS2 con MS5.
La questione era quindi se fosse possibile adottare un tipo differente di microinterruttore per eliminare il problema.
Il Vega Team verificò questa possibilità anche in relazione alla configurazione dei cilindri.
In una fase precedente della discussione, Vega aveva infatti spiegato che l’installazione dei microinterruttori MS5 o MS6 su determinati cilindri di piccole dimensioni avrebbe richiesto una configurazione speciale, con installazione sul lato posteriore del cilindro.
Questo dimostra che la sostituzione di un sensore o microinterruttore con un modello differente non è necessariamente una semplice sostituzione “plug and play”.
Bisogna verificare anche:
- cilindro;
- configurazione;
- spazio disponibile;
- posizione del sensore;
- compatibilità meccanica;
- condizioni operative.
14. Il microinterruttore deve essere considerato insieme al cilindro
Un microinterruttore installato su un cilindro idraulico non è un componente completamente indipendente.
La sua affidabilità dipende anche dall’integrazione con il cilindro e con lo stampo.
Vega oggi propone diverse soluzioni di rilevamento della posizione, tra cui sensori meccanici, magnetici e induttivi, a seconda della costruzione del cilindro e dell’applicazione. (vegacylinders.com)
Per i cilindri V450CM, ad esempio, Vega utilizza sensori meccanici perché il corpo del cilindro è completamente in acciaio; sono inoltre disponibili diverse configurazioni in funzione della temperatura e della posizione di installazione. (vegacylinders.com)
15. Cosa insegna questo caso ai progettisti di stampi
Questo caso offre alcune lezioni importanti.
1. Un guasto ripetuto richiede un’indagine
Se molti componenti presentano lo stesso problema, è necessario cercare una causa comune.
2. La presenza di liquido deve essere analizzata
Non basta sapere che è presente del liquido. Bisogna capire da dove proviene e attraverso quale percorso entra.
3. La tenuta dipende anche dal processo di assemblaggio
Una progettazione corretta non è sufficiente se il processo di sigillatura non garantisce una distribuzione uniforme del materiale.
4. Le azioni correttive devono essere verificate
Dopo la modifica del processo, devono essere effettuati test per verificare il risultato.
5. Non bisogna sostituire automaticamente tutti i componenti
Prima di una sostituzione massiva è preferibile capire la causa del guasto.
6. Un componente alternativo deve essere verificato sull’applicazione
Passare da MS1/MS2 a un altro tipo di microinterruttore può richiedere una diversa configurazione del cilindro.
16. Dalla gestione del guasto alla prevenzione
Il valore principale di questo caso non è soltanto aver risolto il problema di 44 microinterruttori.
Il valore è aver trasformato un problema di assistenza in un miglioramento del processo produttivo.
La sequenza è stata:
Problema sul campo
→
Analisi dei campioni
→
Identificazione della causa
→
Modifica del processo di assemblaggio
→
Test di permeabilità
→
Verifica del risultato
Questo approccio riduce il rischio che lo stesso problema possa ripetersi sui componenti prodotti successivamente.
Conclusione
Quando un microinterruttore installato su un cilindro idraulico smette di funzionare, la sostituzione può essere necessaria per ripristinare rapidamente la macchina.
Ma quando il problema si ripete su molti componenti, la priorità deve diventare un’altra:
individuare la causa del guasto.
Nel caso analizzato, il problema riguardava 44 microinterruttori, 22 MSA e 22 MSB.
L’analisi ha evidenziato la presenza di liquido all’interno dei componenti e ha portato il fornitore a individuare un difetto di assemblaggio, causato da una quantità non uniforme di colla sigillante lungo i punti di chiusura.
Il processo automatico di sigillatura è stato quindi modificato e i successivi test di permeabilità effettuati sui microinterruttori non hanno evidenziato infiltrazioni.
La lezione è semplice ma fondamentale:
Quando un componente si guasta ripetutamente, non bisogna limitarsi a sostituirlo. Bisogna capire perché si guasta.
Nel caso dei microinterruttori per cilindri idraulici, questo significa considerare non solo il componente elettrico, ma anche assemblaggio, sigillatura, ambiente di lavoro, configurazione del cilindro e integrazione nello stampo.
Un’analisi corretta della causa radice può trasformare un problema di affidabilità in un miglioramento concreto del prodotto e del processo.
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