Multipack gestiti (meglio) con EtherCat

La piattaforma di controllo Beckhoff basata su PC ed EtherCAT consente di incrementare le velocità di produzione, riducendo del 20% l’ingombro nel quadro elettrico: lo ha sperimentato sul campo PakTech, produttore di robuste maniglie di plastica, che trasformano pacchi o fardelli in confezioni comode da stoccare e trasportare.

Raggruppare contenitori di plastica o bottiglie di PET tramite piccoli manici è semplice ed efficace: permette di risparmiare sui materiali e rappresenta una soluzione ad alto contenuto di servizio per i consumatori. Seguendo questa idea, Jim Borg (fondatore di Oregon Precision Industries di Eugene, Oregon, USA) ha dato vita a una nuova azienda - la PakTech - che produce soluzioni di trasporto che ben si adattano a un’ampia varietà di tipologie di contenitori: da quelli per alimenti e bevande ai prodotti per la pulizia e per la cura personale. I servizi di PakTech spaziano dalla progettazione e produzione dei manici mediante un processo di stampaggio a iniezione, al fissaggio opzionale di etichette barcode... Il ricorso alla piattaforma di controllo Beckhoff basata su PC ed EtherCAT ha consentito all'azienda di ottenere un sostanziale incremento delle velocità produttive, riducendo del 20% l’ingombro nel quadro elettrico.

I vantaggi di un controllo PC based
Il mercato del packaging è caratterizzato dalla marcata esigenza di contenimento dei costi. In quest’ambito, per rimanere competitiva, PakTech ha cercato una soluzione di controllo per gli applicatori dei manici che fosse non solo elegante e potente, ma anche più accessibile in fatto di prezzo.
«Dovevamo espandere la nostra capacità di controllo e ridurre al contempo i costi, cosa che non potevamo fare con piattaforme servo e PLC separate, come quelle usate in passato» spiega Dan Shook, Direttore delle Operazioni in PakTech. «Da un lato, volevamo una maggiore apertura del controllore, dall’altro un’interfaccia utente specifica per il nostro tipo di apparecchiature, in modo da mantenere lo stesso stile sulle nostre diverse piattaforme».
Poiché PakTech, per produrre i manici di plastica, utilizzava da diversi anni una macchina di stampaggio a iniezione Husky con un PC di controllo Beckhoff, la decisione è stata semplice. «Grazie ad Husky - afferma Shook - abbiamo constatato che la tecnologia di controllo PC-based di Beckhoff, oltre a essere solida e testata, offriva il grande vantaggio della manutenzione remota. In questo modo, oggi, siamo in grado di supportare i clienti con la presenza on site del nostro personale specializzato, ma a costi ridotti per entrambi».

PLC e gestione dati su un’unica piattaforma
I sistemi PakTech sono in genere integrati con un convogliatore. Quando la macchina rileva il prodotto, i manici di plastica vengono applicati a due o più contenitori, anch’essi di plastica, mediante un robot pick-and-place. Dopo la verifica della corretta applicazione dei manici, i prodotti proseguono verso i successivi step di packaging. La macchina comunica altresì la velocità di linea agli altri sistemi dell’impianto, mentre il controllore PC-based permette di fornire informazioni della macchina ai sistemi ERP dei clienti.
Per l’applicatore multi-purpose MPA60, che applica manici a ben 60 gruppi al minuto, PakTech usa come piattaforma di controllo un PC Embedded CX1020 con il software di automazione TwinCAT NC PTP per PLC e Motion Control.

La visualizzazione è ottenuta tramite il Control Panel CP6201 Beckhoff e l’HMI TwinCAT PLC. In alternativa, in base all’applicazione, PakTech usa anche il PC Industriale compatto C6920 con Intel Core Duo. Il bus di comunicazione ad alta velocità è EtherCAT. E mentre i terminali I/O EtherCAT con protezione IP 20 sono montati nel quadro elettrico, gli EtherCAT Box IP 67 sono usati direttamente sulla macchina e intorno al braccio robotizzato. Per il sistema di motion, PakTech usa azionamenti EtherCAT serie AX5000 e servomotori della serie AM3052.
«Il PC Embedded CX1020 è un controllore flessibile su guida DIN - continua Shook - con il suo processore a 1 GHz; si tratta di un dispositivo di automazione molto potente, che offre una connessione backplane diretta ai terminali EtherCAT I/O».

La soluzione di I/O EtherCAT a bordo macchina ha permesso a PakTech di rispondere alle esigenze di networking e acquisizione dati ad alte prestazioni sul campo. «In passato - prosegue Shook - tutti i nostri terminali di ingresso e uscita erano centralizzati e dovevamo eseguire molti cablaggi. Con i moduli EtherCAT abbiamo eliminato gli ingombri con i relativi costi e tempi di cablaggio. Grazie a EtherCAT e al controllo PC-based possiamo implementare motion e logica nello stesso controllore».
I sistemi di PakTech includono il funzionamento one-touch, così da impostare facilmente controlli e cambi senza strumenti. «Questo ci permette di dimezzare il tempo necessario alla formazione dei clienti, in relazione a gestione e manutenzione. E ora, tutto è essenzialmente semplice: basta premere un tasto sulla macchina... Un argomento più che convincente per i clienti» sottolinea il ditettore delle operazioni. La soluzione di EtherCAT Box utilizzato da PakTech soddisfa i requisiti di alte prestazioni e permette al tempo stesso di acquisire dati nelle varie zone degli impianti.
PakTech si aspetta un ulteriore guadagno in termini di efficienza grazie all'utilizzo del sistema di controllo basato su PC. «Siamo sicuri di mantenere il 99% di efficienza con le macchine installate e ci aspettiamo un miglioramento del 20% in termini di affidabilità» riassume Shook, che conclude: «Oggi abbiamo il 20% in più di spazio nel quadro elettrico per accogliere le richieste hardware aggiuntive da parte dei clienti».  

1) PakTech applica manici in plastica fino a 12 confezioni/min
2) AX5000 utilizzati da PackTech