Il trasporto intelligente secondo B&R

Il sistema di trasporto lineare smart è fatto da conveyor e garantisce la disponibilità e la flessibilità necessarie alla produzione personalizzata di massa.

a cura di Flavio Della Muzia

La complessità tecnologica degli impianti e dei processi produttivi consente oggi di ottenere oggetti personalizzati con ritmi da produzione di massa, senza un corrispondente aumento del costo pezzo. Questo si traduce in un vantaggio competitivo per l’industria manifatturiera che, però, non sempre dispone di un livello d’automazione adeguato a supportare elevati ritmi produttivi. In questo contesto, i sistemi di trasporto costituiscono spesso il collo di bottiglia, mentre dovrebbero possedere doti di flessibilità, integrazione e manutenibilità pari, o superiori, alle altre parti in movimento.

In questo scenario emerge SuperTrak, l’unico sistema di trasporto intelligente presente sul mercato con un design robusto e affidabile, pensato per un uso industriale intensivo e progettato per garantire una facile manutenzione. Dotato di assi esterni sincronizzati in hard real-time, capace di movimentare fino a 10 kg di carico, per una lunghezza di percorso fino a 50 m e posizionamento preciso fino a 10 µm, SuperTrak è completamente integrato con il portfolio B&R, azienda presente ormai da trent’anni in Italia e divenuta oggi uno dei riferimenti più importanti nella fornitura di sistemi d’automazione e controllo per costruttori di macchine. Con una proposta completa di soluzioni innovative ad alto contenuto tecnologico e spiccate competenze in numerosi settori industriali, la società di Passirana di Rho (MI) offre infatti alla clientela una tipologia d’automazione totalmente integrata in tutte le sue parti, dal controllo, motion e visualizzazione, alla sicurezza, comunicazione e manutenzione, tutte armonizzate attraverso il software Automation Studio, un moderno ambiente di sviluppo, che sfrutta tecnologie Web based e standard industriali aperti, come l’OPC UA.

La tecnologia LLM (Long-stator Linear Motor), alla base di SuperTrak, consente di movimentare gli oggetti in maniera veloce, precisa e programmabile, attuando comportamenti smart. A differenza dei motori rotativi convenzionali, il rotore e lo statore di SuperTrak appaiono come «srotolati» lungo un percorso lineare: l’eccitazione delle bobine, distribuite su tutto il percorso dello statore, viene controllata per muovere indipendentemente i carrelli con il feedback di posizione, di ogni carrello, fornito da un array di sensori disposti lungo il binario.

Connessione integrata

Il nuovo sistema di trasporto è stato appositamente sviluppato per il funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni la settimana, in ambienti industriali per loro natura difficili. I singoli segmenti di statore, così come i carrelli, possono essere facilmente manutenuti da una sola persona, in pochi minuti, senza l’uso di particolari strumenti: oltretutto, in caso di necessità, ogni tratto di statore può essere sostituito agevolmente, accedendo direttamente, senza dover smontare parte del circuito. L’unica superficie di contatto tra shuttle e statore è quella della guida, pertanto, l’attrito generato è davvero contenuto, portando con sé una minor quantità di calore ed energia dissipata, dunque, un basso livello di rumore e una ridotta quantità di lubrificante necessario, rimanendo il binario pulito, e ben oliato, per lunghi periodi operativi. L’integrazione con il sistema di controllo di macchina, grazie alla programmazione in Automation Studio, apre ad una serie infinita di possibilità applicative, con una comunicazione, basata sul protocollo real-time Ethernet PowerLink, in grado di garantire una sincronizzazione degli assi in modo deterministico, veloce e sicuro. Poter programmare il comportamento dei carrelli, in maniera indipendente, porta numerosi benefici, come quello di poter accelerare un singolo carrello, quando si ha il via libera verso la successiva stazione di lavoro, riducendo il tempo di transito dei pezzi, aumentando la produttività ed evitando accumuli di prodotti in un punto chiave della linea. Tra le caratteristiche che contraddistinguono una soluzione come SuperTrak c’è l’ottimizzazione dei tempi di commutazione necessari per i diversi prodotti, fabbricati sulla stessa linea, così che i gravosi tempi di fermo macchina, necessari per il cambio di guide e di altre parti meccaniche, sono ora sostanzialmente ridotti o eliminati. Questo perché il sistema di trasporto è coordinato in maniera efficiente all’interno dell’ambiente di sviluppo Automation Studio, che consente ai programmatori di sfruttare le numerose librerie e blocchi funzione, pronti all’uso, per configurare il movimento delle navette via software. Infatti, in linea con quelli che sono i dettami dell’Industria 4.0, è sempre più importante, oggi, il raggiungimento di obiettivi legati ad una produzione sostenibile, secondo le evoluzioni del mercato globale, rendendo la fabbrica più smart, impiegando sistemi intelligenti e connessi, raccogliendo, aggregando ed analizzando le informazioni al fine di individuare le aree dove è più conveniente intervenire per migliorare le prestazioni e ridurre i costi. Dal punto di vista pratico, dunque, si passa attraverso un processo di digitalizzazione dell’informazione, che dev’essere resa disponibile ovunque, attraverso standard di comunicazione aperti, che mettano in collegamento ogni tipo di operatore, strumento e servizio utile per l’analisi e l’ottimizzazione di processo. Così, anche i nastri di trasporto devono essere interconnessi al sistema fabbrica, fornendo dati utili per avere un quadro completo della produzione. SuperTrak è dunque un sistema ciber-fisico, connesso attraverso lo standard industriale real-time Ethernet PowerLink, che consente agli operatori l’accesso, in ogni momento, ai dati legati al trasporto, ricavandone informazioni che possono essere messe in relazione con i parametri delle altre componenti di linea: ciò, al fine di attuare comportamenti intelligenti che riducono gli scarti, migliorano la qualità del prodotto e contribuiscono a massimizzare la produttività. Da non trascurare, infine, l’aspetto legato agli ingombri di fabbrica: SuperTrak, in questo senso, consente di scegliere e modulare la forma del trasporto, sfruttando al meglio l’area occupata, grazie alla compattezza del controllo, lasciando spazio vuoto nella sua parte centrale, disponibile così per posizionare altri dispositivi (sensori, attuatori, robot, etc.). A differenza dei tradizionali nastri trasportatori, infatti, il nuovo sistema riduce drasticamente la necessità di zone di raccolta che facciano da cuscinetto tra una macchina e l’altra: l’eliminazione dei buffer contribuisce così, in maniera determinante, alla riduzione del footprint generale.