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Sunday, 17 Dicembre 2017

Connected Automation per la produzione di un controllore industriale

La linea per la produzione di controllori industriali in mostra alla fiera SPS IPC Drives Italia di Parma. - The line for the production of industrial controllers on display at the SPS IPC Drives Italia exhibition in Parma. La linea per la produzione di controllori industriali in mostra alla fiera SPS IPC Drives Italia di Parma. - The line for the production of industrial controllers on display at the SPS IPC Drives Italia exhibition in Parma.

L’applicazione di un insieme di soluzioni Rexroth ad alta connettività ha consentito di progettare e realizzare una linea per la produzione di un moderno controllore industriale - composta da stazioni sia automatiche, sia manuali - realmente “4.0”. Grazie alla completa tracciabilità del prodotto e alla gestione intelligente dei dati di lavorazione, anche l’azione dell’operatore impegnato nell’assemblaggio finale è resa più semplice e a prova di errore.

di Cesare Pizzorno

 Settembre-Ottobre 2017

Una vera e propria linea produttiva per l’assemblaggio di un controllore industriale, basata sulle soluzioni di Connected Automation, un aspetto fondamentale per l’idea di Industria 4.0 portata avanti da Bosch e basata sull’elevata capacità di integrazione dei prodotti sviluppati dalla multinazionale dell’automazione. La linea - composta da una parte automatica, una di lavorazione manuale e una finale di supervisione e test - era in mostra alla fiera SPS IPC Drives Italia di Parma. Lì abbiamo incontrato Diego Epis, Sales Product Manager Electric Drives and Motors di Bosch Rexroth, che ci ha descritto nel dettaglio la genesi e il funzionamento di un impianto che, evidentemente, strizza l’occhio al futuro.

Tre stazioni automatiche ad alto tasso di integrabilità
“La parte automatica della linea è composta da stazioni che comunicano tra loro sia orizzontalmente che verticalmente”, racconta Epis. “Ogni prodotto che attraversa la linea è equipaggiato con un tag RFID che funge da carta d’identità del prodotto, con informazioni aggiornate costantemente sullo stato della lavorazione che accompagnano il prodotto lungo tutta la sua vita. Nella prima stazione automatica, un robot cartesiano deposita una pellicola protettiva sulla scheda elettronica. Il robot - che svolge movimenti lungo due assi, Y e Z - è equipaggiato con motori lineari e guide Bosch Rexroth. Il movimento sull’asse X è invece preso in carico dal sistema di trasporto LMS, pensato per le linee di assemblaggio più performanti, anch’esso basato sulla tecnologia dei motori lineari”. Nella seconda stazione automatica viene realizzata un’attività di assemblaggio. Questa stazione è equipaggiata con un robot a cinematica “delta” completamente controllato dal sistema motion control MLC di Bosch Rexroth. “In questa stazione i servoazionamenti dei motori sono fuori dal quadro elettrico portando alla riduzione del cosiddetto footprint della macchina, uno dei vantaggi principali della tecnologia IndraDrive Mi”, prosegue Epis. “Inoltre, l’interfaccia uomo-macchina (HMI) di Bosch Rexroth sfrutta un’applicazione, chiamata Web Connector, che funge da gateway tra l’automazione della macchina e il web. Il cliente può, quindi, visualizzare il proprio HMI con un qualsiasi dispositivo, anche da remoto”. Nella terza, e ultima, stazione automatica, infine, un robot antropomorfo posiziona un avvitatore Wi-Fi della serie Nexo di Bosch Rexroth che svolge la sua operazione in funzione di parametri come coppia di serraggio e angolo. Queste informazioni sono trasmesse al sistema di supervisione per analizzare la qualità e la riuscita delle operazioni di avvitatura.

Il sistema aiuta l’operatore a minimizzare i possibili errori
Una delle più interessanti innovazioni presenti sulla linea progettata da Bosch Rexroth riguarda la parte riservata all’assemblaggio manuale. Si tratta del sistema Active Assist, che aiuta l’operatore a minimizzare la possibilità di errore, a tutto vantaggio della qualità del prodotto realizzato. “Il tag RFID legato al prodotto permette all’operatore di riconoscere immediatamente qual è la tipologia di pezzo da realizzare, a partire dal semilavorato che arriva dalle stazioni automatiche”, spiega Diego Epis. “Sul banco di lavoro dell’operatore, studiato per ottimizzare la resa in termini di ergonomia e lean production, un fascio di luce illumina l’area di lavoro da utilizzare. La conferma che una determinata operazione è stata conclusa può essere data tramite un display o, per una migliore ergonomia, semplicemente poggiando la mano sulla luce proiettata. Allo stesso modo, un sistema di illuminazione guida l’operatore nel prelievo dei pezzi per le successive lavorazioni dai cassetti. Se l’operatore fosse distratto e prendesse un pezzo errato, una segnalazione apparirebbe sullo schermo”. Dopo aver completato l’assemblaggio manuale del PLC, il sistema conferma la correttezza dell’esecuzione e si passa alla successiva stazione di test, un’area che sovrintende alla gestione del dato sull’intera linea. “Tutte le informazioni raccolte dai sensori e dai dispositivi presenti lungo la linea di produzione - dal livello della batteria dell’avvitatore, ai dati sulla temperatura e umidità, per esempio - sono raccolte e possono essere analizzate in questa fase. I protagonisti in questo caso sono IoT Gateway e Active Cockpit. Il primo è un’unità che mette in contatto la macchina con la rete: da un lato l’automazione, dall’altro il web. Il secondo consente invece di visualizzare in modo semplice e personalizzabile le informazioni per la supervisione del processo. Active Cockpit può essere collocato sulla linea, come evoluzione delle classiche bacheche con statistiche e diagrammi, oppure remotato per l’utilizzo a distanza. L’idea è quella di massimizzare la qualità del tempo impiegato nel recupero e nell’analisi delle informazioni per essere sempre pronti a fare le scelte giuste”, conclude Diego Epis.

 

DIGITAL FACTORY

Connected Automation to Manufacture an Industrial Controller

The use of Rexroth high-connectivity solutions has made it possible to design and build a really “4.0” line for the production of a modern industrial controller, consisting of both automatic and manual stations. Thanks to the full product traceability and to the intelligent processing data management, also the work of the operator engaged in final assembly is made easier and error-proof.

An actual production line for the assembly of an industrial controller, based on Connected Automation solutions, a key aspect indeed of Bosch’s Industry 4.0 philosophy, which is based on the high integration capacity of the products developed by the automation multinational. The line - consisting of an automatic part, a manual part and a final supervision and testing station - was on display at SPS IPC Drives Italia in Parma. There we met Diego Epis, Bosch Rexroth’s Sales Product Manager Electric Drives and Motors, who described us in detail the design and operation of a plant that clearly looks to the future.

Three automatic stations with a high level of integration
“The automatic part of the line consists of some stations communicating with each other both horizontally and vertically”, says Mr Epis. “Every product going through the line is equipped with an RFID tag that acts as a product identity card, with up-to-date information on the state of the process that accompany the product throughout its life. In the first automatic station, a Cartesian robot places a protective film on the electronic board. The robot - which moves along two axes, Y and Z - is equipped with Bosch Rexroth linear motors and guides. On the other end, the movement on the X-axis is taken over by the LMS transport system, designed for high-performance assembly lines, also based on linear motor technology”. An assembly task is performed in the second automatic station, equipped with a “delta” robot that is fully controlled by the Bosch Rexroth MLC motion control system. “In this station, the motor servo drives are outside the control panel, thus reducing the machine footprint, one of the major advantages of the IndraDrive Mi technology”, continues Mr Epis. “In addition, Bosch Rexroth HMI relies on an application, called Web Connector, acting as a gateway between machine automation and the Web. Then, the customers can view their HMI with any devices, even remote ones”. Finally, in the third automatic station, a six-axis robot places a Bosch Rexroth Wi-Fi screwdriver, Nexo Series, which operates according to parameters such as tightening torque and angle. This information is sent to the monitoring system in order to analyze both quality and success of the screwdriving operations.

The system helps the operator minimize possible errors
One of the most interesting innovations on the line designed by Bosch Rexroth deals with manual assembly. We refer to the Active Assist system, which helps the operator minimize possible errors, to the benefit of product quality. “The product-related RFID tag allows the operator to immediately detect the type of workpiece to be processed, starting from the semi-finished product coming from the automatic stations”, explains Diego Epis. “On the operator’s workbench, designed to optimize yield in terms of ergonomics and lean production, a light beam illuminates the work area to be used. Confirmation that a given operation was completed can be given via a display or, for better ergonomics, by simply placing the hand on projected light. Likewise, a lighting system guides the operator in picking up the pieces from drawers for any following operation. If the operator got distracted and took a wrong piece, a signal would appear on the screen”. After completing the PLC manual assembly, the system confirms the correct execution and leads to the next test station, an area that oversees data management across the entire line. “All information collected by sensors and devices along the production line - from screwdriver battery level to temperature or humidity data, for example - are collected and can be now analyzed. In this case, the IoT Gateway and Active Cockpit carry out the task. The first connects the machine to the network: automation on the one hand, the Web on the other hand. The second makes it possible to view the information for process supervision in an easy and customized way. The Active Cockpit can be placed on the line, as the evolution of traditional boards with statistics and diagrams, or rather be arranged for remote use. The idea is to maximize the quality of time spent in recovering and analyzing information to be always ready to take the right decisions”, says Diego Epis in the end.

 


Il lato concreto di Industria 4.0    
Una giornata per parlare di Industria 4.0. Concretamente, come recitava lo slogan scelto. Bosch Rexroth ha organizzato un evento, lo scorso giugno a Milano, per parlare della sua visione di fabbrica digitalizzata e, al tempo stesso, presentare alcuni casi applicativi di riorganizzazione della produzione in ottica di Industria 4.0 grazie all’utilizzo di soluzioni Bosch Rexroth. “Nei prossimi decenni il lavoro quotidiano nel settore manifatturiero subirà una radicale trasformazione”, ha detto Gerhard Dambach, AD di Bosch Italia. “La collaborazione tra persone e macchine diventerà sempre più intensa. L’Industry 4.0 aiuta le aziende e i lavoratori rendendo il lavoro più semplice. Inoltre, con una struttura di produzione flessibile, le aziende possono reagire meglio alle effettive esigenze del mercato”. Tra i casi applicativi presentati, quello della digitalizzazione della viticoltura nelle tenute Ruffino in Toscana grazie all’introduzione di macchine moderne e sistemi in grado di generare e gestire informazioni; la riorganizzazione del processo produttivo in ottica 4.0 del plant Bosch di Bari; l’incremento dell’efficienza ottenuto grazie a macchine e sistemi intelligenti negli stabilimenti del panificio Cremona Italia, specializzato in prodotti senza glutine o vegani; le soluzioni di automazione, soprattutto al servizio dell’operatore, in un settore come quello della produzione di altoparlanti, nel quale opera l’azienda emiliana RCF. Infine, i benefici generati dall’introduzione del processo di avvitatura intelligente negli stabilimenti produttivi Lamborghini a Sant’Agata Bolognese.

The concrete side of Industry 4.0    
One full day to talk about Industry 4.0. In concrete, as the day’s motto says. Last June, Bosch Rexroth organized an event in Milan to talk about the company’s view of a digitized factory, at the same time introducing some case stories dealing with production reorganization according to Industry 4.0 relying on Bosch Rexroth solutions. “In the coming decades, the daily work in manufacturing will undergo radical changes”, said Gerhard Dambach, CEO at Bosch Italia. “Interaction between people and machines will become more and more intense. Industry 4.0 helps companies and workers make work simpler. In addition, counting on a flexible production structure, companies can better react to the actual market needs”. Among the case stories presented: the digitization in grape growing at the Ruffino estate in Tuscany, thanks to the introduction of modern machines and systems capable of generating and managing information; the reorganization of production process according to Industry 4.0 at the Bosch plant in Bari; the increase in efficiency achieved thanks to smart machines and systems at the Cremona Italia bakery facilities, specialized in gluten-free or vegan products; automation solutions, especially aimed at supporting the operator, at a speaker manufacturer such as RCF, a company from Emilia-Romagna. Finally, the benefits coming from the introduction of the smart screwdriving process at the Lamborghini production facilities in Sant’Agata Bolognese.


 

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