Il PC-based control come soluzione completa per l'automazione di linee di imballaggio
L'italiana ESN Group è uno specialista in soluzioni integrate per l'automazione delle linee di imballaggio, cioè per l'etichettatura, l'imballaggio, la pallettizzazione e la movimentazione dei prodotti all'interno di un impianto di produzione. L'azienda si affida completamente alla tecnologia di controllo e al motion control di Beckhoff, che, secondo ESN, soddisfa in modo ottimale i requisiti della moderna costruzione di macchine modulari attraverso la sua apertura, flessibilità e alta qualità. A questi si aggiunge la cooperazione di fiducia che si è sviluppata già con il primo progetto.
La storia dell'ESN Group è quella di una classica start-up: fondata solo quattro anni fa a Treviglio nel nord Italia, ESN (Engineering Service Network) riunisce una serie di aziende partner specializzate e quindi anche una quantità corrispondente di know-how ed esperienza. Il risultato sono soluzioni di fine linea chiavi in mano e personalizzate per i processi di imballaggio, che comprendono in particolare moduli di macchine per l'etichettatura, l'imballaggio primario e secondario, la pallettizzazione e la movimentazione, ad esempio nell'industria alimentare, chimica, farmaceutica, dei cibi per animali e degli oli minerali.
Focus sui cicli di macchina medi e bassi
"La nostra mission è servire il cliente soprattutto nella gamma di velocità media e bassa delle macchine", afferma l'ingegnere Glauco Cima, cofondatore e amministratore delegato di ESN. "Questo segmento di mercato offre molto spazio per innovazioni e aumenti delle prestazioni con l'aiuto della moderna tecnologia di automazione".
La filosofia di ESN si esprime in un'interpretazione speciale del termine 'fine linea': il processo di imballaggio non è visto come l'allineamento di diversi moduli di macchine, ma piuttosto come un sistema modulare e integrato che può comunicare informazioni dettagliate sul suo funzionamento, dotato di sistemi di automazione classici e di moderne architetture miste OT/IT. "Molte aziende combinano semplicemente diverse macchine individuali", Glauco Cima delinea il problema di base. "In questo modo, si perdono informazioni preziose per la gestione dei turni e della produzione, che sono molto importanti per la gestione e le prestazioni di una linea."
Il concetto ESN di un impianto di fine linea include tutti gli aspetti necessari per il processo di imballaggio finale:
- etichettatura e controlli adeguati,
- controlli di qualità del prodotto,
- manipolazione,
- pallettizzazione,
- imballaggio secondario,
- controllo dei pallet e della loro
- codifica e tracciabilità.
"La gestione integrata di tutti questi cicli di processo nel nostro concetto è molto importante, perché questo fornisce ai clienti finali le informazioni richieste in modo completo, in tempo reale e integrato nel resto dell'ambiente di produzione", dice Glauco Cima, evidenziando l'approccio modulare. "Un concetto così variabile richiede una tecnologia di automazione altrettanto modulare, aperta e flessibile. Di conseguenza, il PC-based control di Beckhoff si è rivelato la soluzione migliore durante l'implementazione."
Fornitore di tecnologia e partner di automazione
"Conosciamo i sistemi di altri fornitori, ma cercavamo un sistema affidabile, semplice e aperto", spiega Glauco Cima. Pertanto, i PLC tradizionali sono stati esclusi fin dall'inizio. Entra in gioco un altro aspetto: "Come start-up, avevamo bisogno di un supporto molto 'dinamico', soprattutto all'inizio", confessa l'amministratore delegato di ESN, "e Beckhoff era ed è davvero una delle aziende più dinamiche, non solo in termini di innovazione e approccio al mercato, ma anche in termini di supporto alle aziende che, come ESN, si presentano con progetti ed esigenze particolari."
Secondo Glauco Cima, da un punto di vista tecnico, le soluzioni di automazione Beckhoff rappresentano per ESN il meglio disponibile in termini di qualità, modularità, compattezza e apertura. Inoltre, si adattano perfettamente alla filosofia di automazione del costruttore di macchine e ai requisiti di motion tipici dell'industria dell'imballaggio. "Inoltre, la collaborazione con Beckhoff, che è stata estremamente fiduciosa fin dall'inizio, è di fondamentale importanza per noi", afferma l'amministratore delegato di ESN. Continua: "Nei nostri progetti viene utilizzata esclusivamente la tecnologia di automazione Beckhoff, dagli azionamenti agli I/O decentralizzati, dal software di automazione TwinCAT al pannelli di comando.
Un sistema modulare per macchine modulari
Nel concetto di fine linea tipico per ESN, ogni modulo utilizza un Panel PC come controllo, un dispositivo integrato multitouch CP27xx o una versione Economy single-touch CP67xx. Glauco Cima spiega: "Abbiamo deciso di riunire tutti i nostri componenti in un sistema modulare. La fine della linea di imballaggio è quindi come una rete di Panel PC compatti che comunicano strettamente tra loro per garantire prestazioni, tracciabilità e controllo della qualità. Senza questo approccio modulare, sarebbe stato difficile raggiungere questo obiettivo in modo economico e con uno sforzo ragionevole."
L'intera automazione ESN è basata sul software TwinCAT, che supporta anche le applicazioni di controllo qualità come i sistemi di elaborazione delle immagini. Grazie all'apertura di TwinCAT, è possibile integrare anche routine esterne sviluppate in C++ o Python, per esempio. A seconda delle specifiche, l'architettura di controllo può elaborare un numero quasi illimitato di punti dati I/O, collegati tramite terminali EtherCAT o moduli Box. Se necessario, anche i controlli di terzi possono essere integrati senza problemi tramite gli accoppiatori EtherCAT EK1100. Questa apertura del sistema permette di estendere la linea senza modifiche all'automazione, un aspetto molto importante per i progetti ESN. Continuano ad essere utilizzati il motion control compatto di Beckhoff, cioè i terminali servomotori EL72xx e i servomotori AM81xx, nonché i servoamplificatori AX5000 con servomotori AM8000. In questo caso, la One Cable Technology (OCT) permette di ridurre al minimo le operazioni di cablaggio e installazione.
Le elevate prestazioni di EtherCAT e del PC-based control creano anche ulteriori vantaggi: ESN è stata in grado di sviluppare un innovativo sistema di cambio rapido per le pinze, ad esempio, che riduce i fermi improduttivi della linea di produzione permettendo ai segnali I/O di essere interrotti brevemente durante il funzionamento.
Realizzare macchine in tempo record
Le ampie funzioni della tecnologia Beckhoff riducono anche i tempi di sviluppo e implementazione dei progetti, come spiega Glauco Cima: "Questo è un aspetto molto importante per poter fornire soluzioni personalizzate basate su un'architettura standardizzata". Questa filosofia è stata applicata sia ai componenti meccanici che a quelli elettrici dell'impianto. Di conseguenza, in ESN la ricerca della modularità inizia già in fase di progettazione. Solo alla fine la linea viene specializzata, quasi su misura per il processo. Il PC-based control di Beckhoff contribuisce in modo decisivo anche all'attuazione di questa filosofia ingegneristica: "Questa automazione si adatta perfettamente al nostro concetto e offre una piattaforma modulare adatta per perseguire proprio questo approccio nello sviluppo di tutti i progetti", conferma Glauco Cima.
La modularità intelligente diventa obbligatoria
Per Glauco Cima, non c'è alternativa a questo concetto: "L'industria dell'imballaggio sta cambiando rapidamente, come tutti i settori che si basano su una tecnologia avanzata". È convinto che nei prossimi anni la parte meccanica di una macchina diventerà meno importante. I vincoli e le 'barriere architettoniche' all'interno delle aziende scompariranno sempre più e la produzione dovrà essere programmabile in modo flessibile. La conseguenza: la modularità diventa una caratteristica fondamentale di una macchina. "E in tutte le applicazioni in cui la meccanica ostacola tale approccio risolutivo, l'elettronica e la riprogrammazione elimineranno o almeno aggireranno questa lacuna. Le tecnologie fornite da Beckhoff sono predestinate a questo, ma sono spesso ancora sottoutilizzate rispetto al loro potenziale", afferma Glauco Cima.
Lo sviluppo futuro del gruppo ESN è quindi strettamente legato alle dinamiche di innovazione di Beckhoff. "La nostra scelta è stata guidata fin dall'inizio dalle continue innovazioni che Beckhoff promuove. Oggi abbiamo la conferma che Beckhoff è il nostro partner ideale e lo rimarrà sicuramente negli anni a venire", così Glauco Cima ribadisce l'impegno per questa partnership strategica.