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Robot e confezionamento
Unico controllo, molte funzionalità
SPECIFICO PER PIZZA Nella linea di confezionamento per pizze cotte al forno a legna e surgelate messa a punto per Italpizza, l’efficienza dell’isola robotizzata di incartonamento deriva dall’equilibrio fra robotica e automazione.
La linea è il risultato del sodalizio tra il costruttore di macchine e impianti completi personalizzati IMG ed ELAU, che offre una soluzione di automazione basata su un controllo unico per logica e motion.
L’azienda piemontese IMG fornisce macchine e impianti completi personalizzati per il confezionamento, la movimentazione e l’imballaggio nel settore alimentare, con un’attenzione specifica ai comparti dolciario, della panificazione e della pizza. Comun denominatore delle sue soluzioni sono un’automazione di qualità, l’affidabilità e l’ottimo rapporto qualità prezzo. Tenendo fede a questi principi di base, IMG ha sviluppato anche una macchina nuova, studiata per rispondere alle esigenze della modenese Italpizza: una realtà produttiva che, in 10 anni, ha prodotto, venduto e - naturalmente - confezionato pizze, raggiungendo posizioni da primato in Europa, Stati Uniti, Giappone e Australia. Le specifiche richieste da Italpizza prevedevano una macchina a elevata velocità, in grado di adattarsi alle diverse esigenze di cambio formato da gestire sia in automatico che con modalità manuali.
Un impianto su due piani
• Confezionamento primario - Per Italpizza IMG ha progettato e realizzato dunque tre intere linee di confezionamento, che lavorano in parallelo su due piani; al piano superiore, le scatole destinate a contenere le pizze arrivano all’impianto non ancora formate. Vengono quindi “srombate”, chiuse nella parte inferiore e, tramite un discensore, trasportate al piano di sotto; i cartoni, nella loro forma definitiva, sono scaricati e movimentati verso il confezionamento finale, che avviene nell’isola robotizzata.
Contemporaneamente, al piano inferiore, arriva il prodotto da forno che proviene da due diverse macchine per due tipi di confezionamento primario: pizze in astuccio di cartoncino o semplicemente sigillate in film termoretratto.
Attraverso un ordinatore dinamico a cassetti il prodotto nel suo confezionamento primario raggiunge l’isola robotizzata per il confezionamento nell’imballaggio secondario, ovvero le scatole di cartone formate al piano superiore della linea.
• Confezionamento secondario - L’isola robotizzata progettata da IMG appartiene alle cosiddette macchine di terza generazione, realizzate in base ai principi di meccatronica dove elettronica e meccanica interagiscono per rispondere a richieste di prestazioni sempre più elevate in condizioni di massima flessibilità.
Alimentata dunque da un sistema Dual Belt, l’isola ha al centro un braccio robotico con articolazione antropomorfa, che posiziona le pizze all’interno della scatola in funzione delle diverse tipologie di prodotto.
Proprio il numero elevato dei cambi formato ha spinto Italpizza a formulare una richiesta precisa in merito all’impianto, che deve essere in grado di gestire le numerose varianti in gioco: non solo misure e forme differenti dei prodotti ma anche un numero variabile di pezzi per confezione e di famiglie di cartoni diverse (1, 2 o 3 pile di prodotto per cartone...).
Dopo l’incartonamento, le scatole piene vengono disposte su un trasportatore in modo cadenzato, per essere sigillate: è questo l’ultimo stadio della linea.
Automatismi in linea
La collaborazione tra ELAU e IMG si è sviluppata nella sezione dell’impianto destinata a servire l’isola robotizzata e tutto il fine linea, a partire dall’ordinatore dinamico a cassetti fino alla fase di alimentazione della chiusura delle scatole.
Il sistema di controllo gestisce dunque una serie di funzioni importanti: il carico sull’ordinatore automatico, la sincronizzazione con il trasporto dei cartoni all’ingresso dell’isola robotizzata, l’operazione di pick and place con cui le pizze sono posizionate nelle scatole, lo scarico sul trasporto che arriva alla macchina che sigilla le scatole.
Cardine del sistema è il controllo della gestione degli assi per la sincronizzazione dei vari movimenti sui trasporti. Prodotto e confezione infatti devono costantemente essere in fase tra loro, in modo da rendere possibile l’azione del robot. L’unica unità intelligente centrale, il PacDrive C400 di ELAU, governa sia il motion che la logica, e questo ha consentito a IMG di sviluppare la macchina su un’unica piattaforma software, con inevitabili vantaggi in termini di semplicità d’uso.
Grazie al sistema PacDrive, la macchina IMG ha potuto soddisfare le richieste di estrema flessibilità. Infatti l’operatore è in grado di impostare a pannello i dati relativi a ogni formato e il sistema si configura automaticamente; questo è reso possibile da un software parametrizzato, che gestisce il cambio formato con estrema semplicità. Anche la gestione di un eventuale robot aggiuntivo è estremamente agevole, grazie all’impostazione modulare del software. Attualmente la configurazione base di IMG prevede tre servoassi per la movimentazione robot antropomorfo e quattro per la gestione delle due Dual Belt.
Integrazione di sistema
Sugli impianti di confezionamento, il sistema PacDrive di ELAU offre la possibilità di gestire, oltre alle tradizionali movimentazioni, anche le applicazioni di robotica. Grazie alla Libreria Robotica, infatti, le traiettorie di movimento vengono definite attraverso una serie di punti nello spazio. Il software PacDrive effettua in tempo reale la complessa conversione delle coordinate spaziali nelle posizioni dei singoli assi e questo consente una semplificazione estrema in termini applicativi. Inoltre il sistema consente un controllo continuo e real-time della velocità e dell’accelerazione lungo le varie traiettorie del TCP (Tool Center Point), preservando così la meccanica e migliorando la manipolazione del prodotto.
Il PacDrive supporta tutte le cinematiche comunemente in uso, come ad esempio il braccio articolato, il Gantry, il Delta, lo Scara (è il caso della IMG) e il portale, fino ad un massimo di sei assi nello spazio.
I robot possono essere inseriti come moduli funzionali e integrati nel software della macchina secondo il principio della modularità. Se, ad esempio, un programma applicativo è scritto per un robot a braccio articolato e si ha l’esigenza di utilizzare una diversa cinematica, è sufficiente cambiare il modulo funzionale messo a disposizione dalla Libreria della Robotica. Il restante software macchina rimane invariato.
Sfruttando quindi al meglio le caratteristiche del Sistema PacDrive, IMG ha saputo garantire alla propria macchina un grado di flessibilità molto elevato. Il costruttore piemontese ha infatti scelto di integrare tutte le funzionalità motion e PLC in un unico controllo, il che le ha permesso di sviluppare anche un programma unico, contenendo così i costi di engineering e di addestramento. Inoltre il controllo centrale unico consente di ridurre il numero di interfacce - e quindi di dialogo - tra diverse CPU. Questo porta a un indubbio vantaggio, anche in termini di assistenza, dato che ogni operatore (e manutentore) può collegarsi all’unità centrale e, al contempo, tenere sotto controllo tutta la macchina.
La diagnostica è un altro elemento di forza della soluzione IMG: tutti i dati di processo, le variabili di sistema e i parametri macchina vengono continuamente monitorati. Il sistema PacDrive di ELAU mette a disposizione una serie di tool potenti e funzionali, capaci di eseguire una diagnosi efficace delle varie evenienze che si presentano sulla macchina, consentendo tra l’altro di individuare rapidamente i guasti e di far ripartire velocemente l’impianto.
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“L’isola” in breve
L’isola robotizzata di incartonamento - invassoiamento realizzata da IMG per Italpizza è in grado di raccogliere prodotti confezionati e non, per poi inserirli all’interno di cartoni, vassoi o imballi di altro genere. Può lavorare con oltre 40 diversi formati, a seconda delle tipologie di prodotti. L’isola robotizzata può essere completata con un ordinatore dinamico verticale (velocità di raccolta fino a 1000 pezzi/minuto), da un gruppo a inseguimento per alimentazione flowpack per confezioni multipack, nonché da un gruppo di formatura e chiusura imballi. Per ulteriori informazioni www.img-group.it.
“The island” stated briefly
The robotised boxing - traying island created by IMG for Italpizza is capable of receiving packed and loose products, subsequently inserting them in other types of cartons, trays or packaging. It can work with over 40 different formats, depending on the type of product. The robotised island can be completed with a vertical dynamic collator (receival speed up to 1000 pieces/minute), with a follow-through unit for feeding flowpacks for multipacks, as well as a packaging forming and closing unit. For further information: www.img-group.it.
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Robot and packaging
One control, many functions
ESPECIALLY FOR PIZZA In the line for packaging oven baked and subsequently frozen pizza for Italpizza, the efficiency of the robotised boxing line derives from the balance between robotics and automation. The line is the result of the agreement between the builder of complete customised machines and systems IMG and ELAU, that devises an automation solution based on a single control for logic and motion.
The Piedmontese concern IMG, supplies complete customised machines and systems for packaging, handling and wrapping for the food sector, paying specific attention to the confectionary, breadmaking and pizza segments. Its solutions combine quality automation, reliability and an excellent quality price ratio. Faithful to these basic principles, IMG has devised a new machine, designed to respond to the needs of the Modena based Italpizza: a producer that in 10 years has produced, sold and - naturally - packed pizzas, winning a leadership position in Europe, USA, Japan and Australia.
The specifications demanded by Italpizza require a high speed machine, capable of suiting the various format changes run both automatically or manually.
A plant on two levels
• Primary packaging - For Italpizza IMG has hence designed and created three entire packaging lines, that work in parallel on two levels: on the upper level, the boxes for containing the pizzas reach the system flat. They are then quindi “opened”, closed in the lower part and transported to the lower level via a hoist and the cartons in their final form are unloaded and sped towards final packaging that occurs in the robotised island.
At the same time, at the lower level, the baked product arrives from two different machines for two types of primary packaging: pizzas in cardboard cases or simply sealed in heatshrink film. Through a dynamic crate collator the product in its primary packaging reaches the robotised island for insertion in the secondary packaging, or that is the cardboard boxes formed on the upper level of the line.
• Secondary packaging - The robotised island designed by IMG belongs to the so-called third generation machines, made on the basis of mechatronic principles where electronics and mechanics interact to respond to ever higher demands for performance in conditions of max flexibility.
Hence, fed by a Dual Belt system, the island has at its centre a robotic arm with anthropomorphic articulation, that positions the pizzas inside the box depending on the various product types.
Indeed the high number of format changes has led Italpizza to formulate exact demands as regards the system, that has to be able to handle the numerous variants involved: not only different product sizes and shapes but also the families of different cartons (1, 2 or 3 piles of product per carton...). After the wrapping, the full boxes are laid out on a conveyor at a set distance, to be sealed: this is the last stage of the line.
Automatisms in line
The cooperation between ELAU and IMG developed in the system section for serving the robotised island and the entire end of line, starting off from the dynamic crate collator up to the box closing feed phase.
The control system hence manages a series of important functions: the loading of the automatic collator, the synchronisation with the carton conveyor at the robotised island infeed, the pick and place operation by which the pizzas are positioned in the boxes, the offloading on the conveyor that serves the box sealing machine.
The system centres around the control of the handling of the axes for the synchronisation of the various conveying movements. Product and pack in fact have to be constantly phased together, to enable the action of the robot. The sole intelligent central unit, the ELAU PacDrive C400, governs both the motion and the logic, and this has enabled IMG to develop the machine on a single software platform, with inevitable advantages in terms of simplicity of use.
Thanks to the PacDrive system, the IMG machine has been able to satisfy the demands for extreme flexibility. In fact the operator is capable of setting the data for any format on the panel and the system configures itself automatically, this is made possible by a parameterised software that runs the format change with extreme simplicity. Even management of an additional robot is easy thanks to the modular setting of the software. Currently the basic IMG configuration features three servoaxis for operating the Scara robot and four for running the two Dual Belts.
System integration
On the packaging system, as well as traditional handling, the ELAU PacDrive system also enables the running or robotics application. Thanks to the Robotics library in fact the movement trajectories are defined through a series of points in space. The PacDrive software carries out the complex conversion of the spatial coordinates in the position of the single axes and this enables an extreme simplification in terms of applicatives. As well as that the system enables a continuous control in real time of the speed and the acceleration along the various TCP (Tool Center Point) trajectories, thus preserving the mechanics and improving product handling.
The PacDrive takes all commonly used kinematics, such as for example articulated arm, Gantry, Delta and Scara (as in IMG’s case) as well as portal devices, up to a max of six axes in space.
The robots can be inserted as functional and integrated modules in the machine software according to the principle of modularity. If for example, an applicative program is written for a robot with articulated arm and one needs to use different kinematics, all one need do is change the functional module provided by the Robotics library. The remaining machine software stays the same.
Hence, exploiting the characteristics of the PacDrive System to its best, IMG has able to give its own machine a very high degree of flexibility.
The Piedmontese builder has in fact chosen to integrate all the motion and PLC functions in a single control, that has enabled the development of a single program, thus containing engineering and training costs. As well as that the single central control enables the number of interfaces between the various CPUs to be reduced, thus also reducing the dialoguing. This also leads to an undoubted advantage in terms of assistance, given that each operator (and maintenance worker) can connect up to the central unit and at the same time keep the entire machine under control.
The diagnostics is another strongpoint of the IMG solution: all the process data, the system variables and the machine parameters are continuously monitored. The ELAU PacDrive system makes a series of powerful and functional tools available capable of carrying out an effective diagnosis of the various occurrences that arise on the machine, thus among other things enabling malfunctions to be rapidly located, leading to a speedy repair of the system.
Case history
Dalla meccanica all’elettronica
MOTION CONTROL L’esempio di due macchine automatiche sviluppate da PRB ed equipaggiate con controlli elettronici di movimento della serie PMC (Pilz Motion Control). Luca Lazzaro
Una delle politiche di sviluppo perseguite da PRB Packaging Systems Srl negli ultimi anni, è stata “ripensare” le proprie macchine meccaniche ricorrendo agli strumenti dell’elettronica. Una scelta, quella compiuta dall’azienda emiliana, supportata dalla tecnologia e dall’esperienza di Pilz. Fra le soluzioni messe a punto dalla società tedesca (sede italiana a Novedrate, CO), la “camma elettronica” tramite l’utilizzo del motion controller PMCprimo 16+ è in grado di garantire evidenti vantaggi in termini di efficienza, sicurezza e affidabilità.
Una rapida premessa…
Prima di entrare nel merito della tecnologia Pilz adottata sulle macchine PRB, facciamo un brevissimo passo indietro per capire meglio la portata e il significato delle applicazioni attuali. Grazie agli sviluppi della microelettronica e dall’informatica, ma anche all’affermarsi di un nuovo modo di lavorare (il progettista meccanico e quello elettronico collaborano nello sviluppo dei progetti di macchine automatiche e condividono le proprie conoscenze), l’elettronica ha via via dimostrato quanti vantaggi può offrire, superando così le diffidenze della fase “pionieristica”.
Un esempio di questo passaggio dalla meccanica all’elettronica sono le applicazioni relative al “movimento a camma”. Si tratta del movimento di una parte della macchina derivante da un asse principale attraverso rapporti di trasmissione meccanici e un disco di forma appropriata, chiamato appunto camma, che riproduce un rapporto fra le posizioni dell’albero principale e quelle del movimento derivato, seguendo una legge di moto di tipo solitamente non lineare. La “camma elettronica” non fa che riprodurre questo sincronismo fra il movimento dell’asse principale e il movimento derivato, eliminando però tutta la meccanica che sta nel mezzo. Le macchine nelle quali si parla di camma sono macchine cicliche, ossia con movimenti che si ripetono al termine del “ciclo” (rotazione completa dell’asse principale della macchina). Come regola generale per capire quali siano i tipi di lavorazione del prodotto per i quali serva un movimento ciclico, si può pensare alle macchine in cui le lavorazioni sul prodotto sono eseguite mentre quest’ultimo è in movimento.
Le due macchine
Far XE è una macchina fardellatrice ed avvolgitrice elettronica con velocità di 100 clicli/min, compatta e caratterizzata da un’ampia flessibilità d’impiego: i prodotti possono infatti essere introdotti nella macchina in più modi, con alimentazione in linea, a 90° e ribaltamento. Il confezionamento avviene con vari tipi di incarto, come sigillatura del film mediante pieghe laterali a busta o a portafoglio, oppure avvolgimento completo con “carta Kraft” e a fascetta, con o senza tacca. Tutti i movimenti della macchina sono comandati da 12 motori, sincronizzati tra loro tramite un PMCprimo 16+ di Pilz e dipendenti da un asse principale virtuale (esistente solo a livello software). Le varie fasi di lavorazione sono ribaltamento, impilamento e introduzione del prodotto nel film, regolazione quantità di incarto, formazione confezione, chiusura e sigillatura. Facilmente accessibile (grazie all’originale disegno a balcone) e caratterizzata da un buon rapporto qualità/prezzo, Unipocket è invece un’incartonatrice orizzontale elettronica che, in una linea di produzione, potrebbe essere messa a seguito della fardellatrice FAR XE per imballare i fardelli all’interno di scatoloni. La chiusura degli scatoloni può avvenire contemporaneamente con colla e nastro, Anche in questo caso sono disponibili più tipi di alimentazioni: IS, raggruppamento in file e strati di prodotti delle più varie forme, dimensioni e consistenza; AU, per prodotti di piccole o medie dimensioni, da trattare ad altissima velocità (fino a 600 pz/min); AR, per il trasporto e la rotazione guidata in posizione verticale di oggetti di media e grande dimensione; IC, per prodotti di medio-grandi dimensioni per il raggruppamento in verticale anche di oggetti di forma irregolare. Unipocket lavora a 14 cicli al minuto.
I vantaggi dell’elettronica
Proposte, in un primo tempo, come macchine completamente meccaniche, eccetto la gestione logica tramite PLC, la Far XE e la Unipocket di PRB sono state riprogettate per essere interamente comandate da assi elettronici. Una scelta che si è dimostrata intelligente per una serie di vantaggi.
• Flessibilità formati: in fase di test macchina si possono cambiare le camme e le relazioni di sincronismo fra gli assi in modo veloce, cambiando solo qualche parametro da pannello operatore.
• Cambio rapido formato: per l’utilizzatore finale della macchina il cambio formato avviene premendo solamente un tasto del pannello operatore e cambiando qualche parte facilmente accessibile della meccanica.
• Maggiori prestazioni: entrambe le macchine elettroniche hanno incrementato la loro produttività per tutti i formati. Inoltre, con alcuni formati, la velocità della macchina è addirittura raddoppiata.
• Semplicità: le macchine elettroniche hanno bisogno di un numero di componenti che è il 40% inferiore rispetto all’equivalente meccanica.
• Affidabilità: si registra una drastica riduzione dei fermo macchina dovuti a rotture o malfunzionamenti di parti elettroniche.
• Rapporto costi/benefici: il vantaggio economico deve essere valutato in chiave di produttività, facilità di manutenzione e diagnostica.
Perché PMCprimo 16+
L’adozione del controller Pilz PMCprimo 16+, impiegato in queste due macchine sia per le funzioni di PLC sia di controllo movimentazioni, è frutto di una scelta ragionata da parte dei tecnici di PRB.
In primo luogo, PMCprimo 16+ può comandare azionamenti e motori sia di Pilz sia di terzi, rendendo PRB libera di scegliere il meglio negli azionamenti e drive. Inoltre, nel caso vi siano speciali capitolati da rispettare, è possibile inserire nel sistema vari tipi di schede fieldbus e farli funzionare solo come motion control. Altro punto a favore, l’interfaccia operatore avviene in svariati modi preimpostati e di facile utilizzo sia tramite seriale sia Ethernet, con una buona quantità di protocolli standard a disposizione. L’hardware da utilizzare, poi, è sempre lo stesso sia usando un solo asse, sia impiegandone venti.
Il linguaggio PLC CoDeSys standard è apprezzato da PRB poiché è un ambiente di sviluppo standard, e quindi di facile comprensione per i programmatori. PRB ha infatti utilizzato le librerie Pilz di motion come base per costruire proprie librerie più specifiche all’applicazione, per trasferire il proprio know how nelle macchine.
A questo, si aggiungano la semplicità d’uso delle camme, il rapido restart dopo le emergenze e, non ultimo, il supporto tecnico fornito dagli ingegneri applicativi Pilz. Del resto, la presenza del servizio Pilz a livello mondiale, è la migliore garanzia per un costruttore di macchina che esporta l’80% della produzione.
Luca Lazzaro
Product Specialist PMC
Case history
From mechanics to electronics
MOTION CONTROL The example of two automatic machines developed by PRB and equipped with electronic movement controllers of the PMC (PIlz Motion Control) series. Luca Lazzaro
One of the development policies pursued by PRB Packaging System Srl in the last years has been the “redesigning” its own mechanics using electronics. A choice made by the Emilia based concern, supported by Pilz technology and experience. Among the solutions devised by the German concern (Italian base at Novedrate, CO), the “electronic cam” through the use of PMCprim 16+ motion controller is capable of guaranteeing evident advantages in terms of efficiency, safety and reliability.
A rapid foreword…
Before entering into the merit of the Pilz technology adopted on PRB machines, we take a brief step back to better understand the scope and the meaning of the current applications. Thanks to the development of microelectronics and data processing, but also to the success of a new way of working (the mechanical and electronics engineer cooperate in developing automatic machine projects and share their knowhow), electronics has bit by bit demonstrated what advantages it can offer, thus overcoming the “pioneer” phase.
An example of this changeover from mechanics to electronics are the applications governing the “cam movement”. These are movements of a part of the machine deriving from a principal axes through mechanical transmission gear ratios and an appropriately shaped disk, in fact called cam, that reproduces a gear ratio between the positions of the main shaft and that of the derived movement, following a generally non linear law of motion. The “electronic cam” reproduces this synchronism between the movement of the main axis and the derived movement, though eliminating all the mechanics inbetween. The machines with cams are cyclical machines, or that is with movements that repeat at the end of the “cycle” (complete rotation of the main axes of the machine). As a general rule, to understand the types of product processing where a cyclical movement is needed, one should think of machines where the product processing is carried out while the latter is moving.
The two machines...
Far XE is an electronic wrapping and bundling machine that works at speeds of 100 cycles/min, compact and featuring a broad flexibility of usage: the product can in fact be introduced into the machine in several ways: via line feed, at 90° and by tipping. The packaging is through different types of wrappings, such as sealing of the film by bag or wallet side folds or complete wrapping with “Kraft paper” and with strip, with or without notch. All the movements of the machine are commanded by 12 motors, synchronised together via a PMCprimo 16+ made by Pilz and depending on a virtual main axis (existing only at software level). The various working phases are tipping, stacking and introduction of the product in film, regulation of quantity of wrapping material, forming, closing and sealing of pack.
Easily accessible (thanks to the original cantilevered design) and featuring a good quality/price ratio, Unipocket is in turn an electronic horizontal casepacking machine that, in a production line can be placed after the Far XE bundling machine for packing the bundles within the boxes. Box closure can be with glue and tape at the same time. Here too more types of feed are available: IS, grouping in lines and layers of products in the most varied shapes, size and consistency: AU, for small-to-medium-sized products to be processed at high speeds (up to 600 pcs/min); AR, for the transport and the guided rotation in vertical position of small to largescale objects; IC, for medium-to large sized products also for vertical grouping of irregular shaped products. Unipocket works at 14 cycles a minute.
The advantages of electronics
Offered initially as a completely mechanical machine, except for the logical running by PLC, the PRB Far XE and the Unipocket have been redesigned to be entirely commanded by electronic axes. A choice that has been seen to be intelligent for a series of advantages.
• Format flexibility: in the machine test phase the cams and the synchronic relations between the axes can be speedily changed by only changing some parameters from the operator panel.
• Rapid format change: for the machine end user the format change is by merely pressing a key of the operator panel and changing an easily accessible part of the mechanics.
• Greater performance: both the electronic machines have increased their productivity for all formats. As well as that, with some formats, the speed of the machine has even doubled.
• Simplicity: the electronic machines require a number of components 40% below that of the equivalent mechanical machines.
• Reliability: a drastic reduction in machine stoppages due to breakage or malfunction of electronic parts has been registered.
• Cost/benefit ratio: the economic advantage has to be rated in terms of productivity, easy maintenance and diagnostics.
Why PMCPrimo 16+
The use of the PIlz PMCprimo 16+ controller, used in these two machines both for the PLC function as well as movement control, is the result of a careful choice made by PRB technicians.
In first place, PMCprimo 16+ can command both PIlz drives and motors as well as those made by other producers, making PRB free to choose the best in terms of drives. As well as that, in case of special contracts to be respected, various types of fieldbuses can be inserted in the system, making it only function as motion control. Another point in its favor, the operator interface is in various ways preset and easy to use both serially and via Ethernet, with a good quantity of standard protocols available. The hardware to be used is the same both using a single axis as well as using twenty.
The PLC CoDeSys standard language is appreciated by PRB in that it is a standard development, being hence easily comprehensible to programmers. PRB has in fact used the Pliz motion library as a base for constructing its own more specific application libraries, to transfer its own knowhow to the machines. To this one should add the simplicity of use of the cam, the rapid restart after emergencies and, last but not least, the technical support provided by the Pilz applicative engineers. What is more, the presence of the Pilz service at world level is the best guarantee for a machine constructor that exports 80% of its output.
Luca Lazzaro
Product Specialist PMC
Misurazione di distanza
Con l’aggiunta della nuova serie OADM13 per le medie distanze fino a 550 mm, Baumer Electric ha completato le possibili soluzioni nella famiglia laser per misura di distanza, aggiungendosi agli OADM12 (fino a 120 mm) e OADM20 (fino a 1 m). Il principio della triangolazione combinata con la precisione ottica e un software intelligente permettono un campo di risoluzione da 10 a 900 micron, nonché un’elevata stabilità di segnale anche in presenza di oggetti molto critici (ossia quelli con un basso valore di riflessione verso il sensore, ad esempio il nero lucido). Sono disponibili due tipologie di range di misura (300 mm o 500 mm), sia con raggio laser a spot sia a linea. Usando la tecnologia teach-in digitale a due punti (standardizzata da Baumer) è possibile ottimizzare il campo di misura migliorando la risoluzione elettrica nel segnale 4..20 mA o 0..10 V. Grazie alla sua custodia compatta (13,4 x 40 x 48,2 mm), OADM13 può essere utilizzato per monitorare distanze fino a 0,5 m, alloggiandolo in spazi molto ristretti.
Distance measuring
With the addition of the new OADM13 series for the average distances up to 550 mm, Baumer Electric has completed its possible solutions in the remote laser measuring family adding the OADM12 (up to 120 mm) and OADM20 (up to 1 m).
The principle of triangulation combined with optical accuracy and an intelligent software enables a field of resolution of 10 a 900 microns, despite a high stability of signal also in the presence of highly critical objects (or that is those with a low reflection rate towards the sensor, for example glossy black).
Two types of measure range are available (300 mm or 500 mm), both with spot laser ray as well as line. Using the two point teach-in digital technology (standardised by Baumer) the measure field can be optimised improving the electrical resolution of the signal 4..20 mA o 0..10 V. Thanks to the compact case (13.4 x 40 x 48.2 mm), OADM13 can be used to monitor distances up to 0.5 m, lodging it in cramped spaces.
Per il settore lattiero-caseario
Milk-Track di Auteco (Stradella, PV) è un software espressamente pensato per la tracciabilità del prodotto nel settore lattiero-caseario. Applicabile a impianti automatici con PLC e supervisori, ma anche a impianti manuali, il sistema tiene traccia di tutti i parametri delle lavorazioni del latte, dal ricevimento al confezionamento, eliminando il ricorso ai dati cartacei e creando la documentazione richiesta a livello legislativo in automatico. Ecco come.
• Milk-Track codifica in automatico il contenuto dei tank di stoccaggio attribuendo ad esso un “codice lotto”. A questo possono essere abbinati dati di analisi, come la percentuale di grasso, la temperatura, lo stoccaggio o la scadenza che - messi in relazione con la sequenza di confezionamento - permettono di tracciare il prodotto durante tutto il percorso nello stabilimento.
For the dairy sector
Milk-Track by Auteco (Stradella, PV) is a software expressly devised for tracing products in the dairy sector. Applicable to automatic systems with PLCs and supervisors, but also to manual systems, the system traces all the parameters in milk processing, from the receival of the pack, eliminating the need to resort to data on paper and automatically creating the documentation required by law. Here is how.
• Milk Track automatically codes the contents of the storage tanks giving them a “lot number”: this can be combined with analysis data, such as the percentage of fats, temperature, storage or the best before date that - following the packaging sequence - enables product tracing along the entire works route.
Sistemi di comunicazione
Controllo di ultima generazione
AUTOMAZIONE DI FABBRICA L’integrazione dei componenti e sistemi di automazione attraverso bus di comunicazione Real Time su base Ethernet è oramai un vantaggio competitivo per l’utilizzatore, l’integratore di processi e lo sviluppatore di tecniche di controllo industriale. Le ultime novità firmate Bosch Rexroth.
Sercos di Bosch Rexroth, oggi alla terza generazione, è un sistema di comunicazione generale per l’intera rete di controllo nell’automazione di fabbrica, che consente di sfruttare i vantaggi di Ethernet in modo ottimale: oltre al canale di trasmissione in tempo reale esente da collisioni, infatti, è stato implementato un altro canale separato per il trasferimento di protocolli IP standard, il che consente di integrare senza problemi terminali Ethernet standard e dotati di protocolli IP standardizzati o proprietari. Dall’inizio del 2006 è inoltre disponibile per tutte le versioni Sercos la concezione di sicurezza, già collaudata e certificata dal TÜV Rheinland (Ufficio di Sorveglianza Tecnica Regione Reno), Sercos Safety, che adempie ai requisiti a norma IEC61508 sino a SIL3.
Funzionalità aggiuntive - I meccanismi di Sercos Interface sono stati mantenuti e ulteriormente ampliati. Il profilo Motion Control conforme alle specifiche IEC EN 61491, la struttura dei telegrammi e la sincronizzazione hardware sono stati implementati al mezzo fisico di trasmissione Ethernet da 100 Mbit/s. Per l’utente questo significa che la compatibilità del software con le soluzioni di applicazione preesistenti resta fondamentalmente invariata. Sercos III offre inoltre nuove possibilità per l’automazione: i costruttori di macchine potranno infatti approfittare delle funzionalità aggiuntive, della maggiore convenienza dei cablaggi CAT5 e della maggiore sicurezza implementata.
Funzionamento a prescindere - La possibilità di realizzare una struttura fisica ad anello consente una ridondanza in esercizio sincrono, che si traduce nella piena operabilità del sistema anche in caso di un’interruzione dei cavi. La risposta degli azionamenti, sia nella topologia ad anello che in quella lineare, avviene mediante indirizzi logici, e dunque in modo indipendente dalla disposizione o dalla sequenza all’interno della rete. Grazie alla funzionalità “Hot-Plug” è inoltre possibile inserire altri nodi slave durante il funzionamento senza interrompere l’anello di comunicazione. La possibile integrazione delle periferiche I/O, oltre agli azionamenti come utenze slave, fa di Sercos III un sistema bus universale, utilizzabile per tutte le applicazioni.
Meno traffico - È oggi possibile realizzare una comunicazione trasversale (C2C, Control-to-Control, nello schema) tra le utenze Sercos, che permette di accoppiare e sincronizzare in tempo reale segmenti di macchina autonomi. Grazie al profilo di comunicazione C2C, i controlli possono scambiare dati in modo decentralizzato, by-passando i settori di macchina e le utenze slave, si tratti di azionamento o di I/O, possono entrare in un rapporto di comunicazione diretto e bidirezionale (comunicazione parallela). Non essendo più l’unico componente preposto al prelievo dei dati, il master Sercos risulta sottoposto a carichi minori, con evidenti vantaggi in termini di velocità.
Sincronizzazione degli assi - Basata sulla famiglia di azionamenti IndraDrive, la soluzione IndraMotion MLD viene presentata come estensione in versione multiasse della monoasse già introdotta con successo sul mercato. La sincronizzazione di un numero massimo di otto assi avviene mediante il sistema di comunicazione integrato Sercos III. A tale scopo, un azionamento assume la funzione di master, configurando l’anello e gli altri azionamenti slave ad esso connessi e comunicando con gli azionamenti collegati a valle (slave appunto) mediante parametri Sercos estesi, per effettuare il comando Motion.
Tempo reale - Il sistema integrato Motion Logic, sviluppato a partire dall’unità di controllo su base controllore IndraControl L40, è stato esteso mediante un modulo funzionale hardware con funzionalità master Sercos III, per la comunicazione in tempo reale con un massimo di 16 azionamenti IndraDrive, con interfaccia slave Sercos III.
Communication systems
Latest generation control
FACTORY AUTOMATION The integration of components and automation systems via Ethernet based Real Time communication buses is now a competitive advantage for the user, the process integrator and the developer of industrial control techniques. The latest new features from Bosch Rexroth.
Sercos of Bosch Rexroth, now third generation, is a general communication system for the entire control network in factory automation, that enables the advantages of Ethernet to be exploited in an optimum manner: as well as the real time transmission channel exempt from collision, in fact another separate channel has been implemented for the transfer of IP standard protocols, that enable the trouble-free integratation of standard Ethernet terminals equipped with IP standardised or proprietor protocols.
From the beginning of 2006, the Sercos Safety conception, already tested by the Rheinland TÜV (Technical Surveillance Office), and that fulfils all the requisites of standard IEC61508 up to SIL3, has been available for all Sercos versions,
Added functions - The Sercos Interface mechanisms have been maintained and further extended. The Motion Control profile conforming to IEC EN 61491 specifications, the structure of telegrams and hardware synchronisation have been implemented through 100 Mbit/s Ethernet transmission. For the user this means that the software compatibility with the preexisting application solutions fundamentally stays the same. Sercos III also offers new possibilities for automation: the machine builders will in fact be able to benefit from the added functions, from the greater savings in CAT5 cabling and the greater safety implemented.
Funtioning never mind what - The possibility of creating a physical ring structure enables a redundancy in synchronous running, that translates into the full functioning of the system even if the cables are interrupted. The response of the drives, both in the ring topology and in the line topology is by logical addresses, and hence independently from the disposition and the sequence within the network. Thanks to the “Hot-Plug” functio, other slave nodes can be inserted during the functioning without interrupting the communication ring. The possible integration of I/O peripherals as well as drives as slave facilities, make the Sercos III a universal bus system usable for all applications.
Less traffic - Today transversal C2C Control to Control (see photo) communication between Sercos facilities can be attained, that enables segments of independent machines to be linked and synchronised in real time. Thanks to the C2C communication profile, the controls can exchange data in a decentralised manner, by-passing the machine sectors and the slave facilities, whether these be drives or I/Os, and can enter into direct and bidirectional (parallel) communication. No longer being the sole component set for picking up data, the Sercos master is subject to lesser loads, with evident advantages in terms of speed.
Synchronisation of axes - Based on a family of IndraDrives, the IndraMotion MLD solution is presented as an extension in multiaxial version of the monoaxis already successfully introduced on the market. The synchronisation of a max number of 8 axes is by way of a Sercos III integrated communication system. To this purpose, a drive takes on the function of master, configuring the ring and the other slave drives connected to the same and communicating with the drives connected downstream (these too enslaved) through the Sercos extended parameters, to carry out the Motion command.
Real time - The Motion Logic integrated system, developed starting off from the control unit based on the IndraControl L40 controller, has been extended using a functional hardware module with Sercos III master function for the communication in real time of a max of 16 IndraDrive with slave Sercos III interface.
Robot per IML
Specializzata nella realizzazione di robot e sistemi di automazione per l’iniezione delle materie plastiche, Dal Maschio (Salzano, VE) propone Snap, robot a entrata laterale per presse fino a 350 t, in grado di velocizzare le applicazioni IML in ambito alimentare. Il sistema consente infatti di sovrastampare l’etichetta IML su contenitori alimentari o sui rispettivi coperchi - di qualsiasi forma e dimensione essi siano - in pochi e semplici passi: il robot preleva l’etichetta di materiale plastico dal supporto e la posiziona nello stampo; la pressa chiude lo stampo e inietta il polimero, che si fonde con l’etichetta fino a formare un corpo unico; il robot preleva il pezzo finito e - a seconda dei casi - procede a impilarlo o pallettizzarlo. Grazie alla grande flessibilità operativa, la soluzione Dal Maschio può essere proficuamente impiegata anche per lotti piccoli, con cambi di stampo frequenti. L’automazione è infatti applicabile a stampi da 1 a 8 cavità, ma anche a coni o barattoli troncoconici di varie dimensioni.
Robots for IML
Specialised in the creation of robots and automation systems for injecting plastics, Dal Maschio (Salzano, VE) offers Snap, lateral entry robot for presses of up to 350 t, capable of speeding up IML applications in the food area. The system in fact enables the overprinting of IML labels on food containers or on the respective covers - whatever their shape or size - in a few simple steps: the robot picks up the plastic label from the substrate and positions it in the mould; the press closes the mould and injects the polymer, that merges with the label up to forming a single item; the robot picks up the finished piece and - as the case has it - goes on to stack or palletise the same. Thanks to the great working flexibility, the Dal Maschio solution can also be effectively used for small lots with frequent format changes. The automation is in fact applicable to moulds with from 1 to 8 cavities, but also to conical shaped cones and cans of various sizes.
Servomotori sincroni
I nuovi servomotori CMP di Sew-Eurodrive combinano precisione, dinamica e prestazioni elevate, con una forma costruttiva particolarmente compatta. La lunghezza del motore è stata infatti ottimizzata per applicazioni in spazi molto limitati. Altamente dinamici, i servomotori CMP completano la gamma Sew-Eurodrive nel range di coppia inferiore. Le coppie statiche da 8,2 Nm a 0,4 Nm sono offerte con tre grandezze di motore CMP e con otto graduazioni complessive. L’avanzata tecnologia di avvolgimento dello statore e dei magneti conferisce ai servomotori CMP un’inerzia minima, nonostante l’incremento delle prestazioni. Il risultato è un sistema motore con proprietà altamente dinamiche ed estremamente silenzioso, pressoché esente da vibrazioni e protetto da eventuali infiltrazioni di umidità. Tra le caratteristiche principali, ricordiamo: basso momento di inerzia di massa; elevata capacità di sovraccarico, fino a 4 volte la coppia statica; possibilità di montaggio diretto su servoriduttori Sew-Eurodrive epicicloidali e a coppia conica; disponibilità nelle varianti CMP50 e CMP53 con ventola di raffreddamento forzato a 24 V. I servomotori CMP di Sew-Eurodrive, insomma, sono la soluzione ideale per applicazioni di imballaggio particolarmente esigenti.
Synchronous servomotors
The new CMP Sew-Eurodrive CMP servomotors combine accuracy, dynamics and high performance, with a particularly compact constructive form. The length of the motor has in fact been optimised for applications in limited spaces. Highly dynamic, the CMP servomotors complete the range of Sew-Eurodrives in the lower torque range. The 8.2 Nm to 0.4 Nm static torques are offered with three CMP motor sizes and with eight overall grades. The advanced stator and magnetic coil technology gives the CMP servomotor a minimum inertia, despite the increase in performance. The result is a motor system with highly dynamic properties that is extremely silent, with virtually no vibrations and protected from any damp infiltrations. Among its main features, we state: low mass inertia momentum; high capacity for overload, up to 4 times the static torque; possibility of direct assembly on Sew-Eurodrive epicycloidal servogears with conical torque; availability in the CMP50 an CMP53 variants with 24 V force air cooling fan. The CMP Sew-Eurodrive servomotors are in the end the ideal solution for particularly tricky packaging applications.
Software per l’agroalimentare
Integra, azienda di Bari specializzata in soluzioni di organizzazione aziendale e sistemi informativi ha realizzato Rintrax, software per la tracciabilità nelle aziende agroalimentari. Rintrax lavora in ambiente Windows, con database relazionale, MS SQL ed è in grado di adeguarsi a tutti i sistemi informativi preesistenti, con i quali dialoga attraverso opportuni sistemi di allineamento dati (interfaccia). Il software è articolato in moduli di gestione applicativa, propri della tracciabilità, e in moduli pensati per seguire il flusso delle materie prime, dei semilavorati, dei componenti e dei prodotti finiti all’interno dello stabilimento. Uno dei punti di forza della soluzione Integra è infatti la capacità del software di “parlare” con i vari dispositivi in uso per la scrittura di codici a barre, TAG o badge, siano essi terminali palmari, da carrello, stampanti da tavolo o da fine linea.
Software for the agrofood sector
Integra, Bari based concern specialised in company organization solutions and computer systems has come up with Rintrax, a track and trace software for the agrofood sector. Rintrax works in Windows environment, with relational database, MS SQL and is capable of adapting to all the preexisting computer systems, with which it dialogues by way of special data line-up interface systems. The software is set out in applicative management modules, a constituent part of the track & trace system, and in modules devised for following the flow of raw materials, semiprocessed goods, of the finished products and components within the works. One of the strongpoints of the Integra solution is in fact the capacity of the software to “speak” with the various devices in use for the scripting of barcodes, TAGs or badges, be these palm held or carriage borne terminals, desk or end-of-line printers.
Al servizio della pasticceria tradizionale
Per Biscottificio Grondona, nome storico della pasticceria tradizionale genovese, IBR Sistemi (GE) e Bancolini hanno messo a punto una soluzione di tracciabilità in grado di adeguare le logiche di rintracciabilità in essere alle nuove norme relative in ambito alimentare. Il sistema opera su due fronti distinti: gestione dei lotti e automazione per il prodotto finito, e gestione delle materie prime, della movimentazione di magazzino e della registrazione delle fasi produttive. Per quanto riguarda, in particolare, il “fronte” prodotti finiti, la soluzione IBR si articola nelle seguenti fasi: integrazione nel sistema informativo aziendale della gestione dei lotti, associando l’indicazione di quest’ultimo a tutti i tipi di movimento di magazzino e produzione; etichettatura e contabilizzazione dei cartoni di prodotto finito; registrazione automatica dei carichi di produzione; packing list e abbinamento dei lotti ai documenti di trasporto; identificazione ed etichettatura dei bancali e, per finire, organizzazione e correlazione tra documenti ed etichette.
At the service of traditional confectionery
For Biscottificio Grondona, historic name in traditional Genovese patisserie making, IBR Sistemi (GE) and Bancolini have devised a track & trace solution capable of satisfying the retracing logic in the new standards governing the food sector. The system works on two distinct fronts: administration of lots and automation for the final product, and administration of raw material, of warehouse handling and registration of the production phases. As far in particular as the finished product front is concerned, the IBR solution is set out in the following phases: integration in the company computer lot management system, associating the indication of the latter to all the types of warehouse and production management; labeling and accounting of the cartons of finished products; automatic registration of the production loads; packing list and matching of lots to the transport documents; identification and labeling of the pallets and lastly, organization and correlation between documents and labels.
Ottimizzazione e risparmi con VMware
Per gestire al meglio l’elevato contenuto tecnologico dei propri prodotti e ottemperare alle severe “compliance” richieste dal mercato, il gruppo IMA ha dovuto sviluppare nuovi sistemi server, con un conseguente aggravio del carico di lavoro. La soluzione: VMware.
IMA (macchinari per il packaging di prodotti farmaceutici e bustine per il tè) ha avviato nell’estate 2004 un progetto dapprima circoscritto al consolidamento di circa venti server a bassa criticità della rete privata, su due server rack dotati di Vmware ESX. Già i primi risultati sono stati superiori alle attese, e perciò il progetto è stato ampliato: gli ESX Server si sono evoluti in ambiente Virtual Infrastructure su architettura Blade; i sistemi sono stati virtualizzati in DMZ, nonché un SAP IDES; un applicativo CAD storico gestito su RISC UNIX è stato migrato su Linux virtuale e condiviso; il progetto è stato esteso ad altri sistemi. Il risultato, in altri termini, è che i sistemi virtualizzati in IMA nel maggio 2006 erano già 78. L’azienda, soddisfatta, intende aumentare il numero dei sistemi, anche con l’avvio di un programma di consolidamento VMware presso una seconda sede del gruppo.
Risultati convincenti - Questo progetto è stato portato avanti da Info Area, società di IT parte del gruppo, che ha tra l’altro acquisito competenze specifiche sull’offerta VMware, diventando partner Enterprise VMware. Diversi i vantaggi ottenuti: maggiore produttività e semplicità di gestione, più sicurezza ed affidabilità, riduzione dei costi; senza contare che la riduzione delle macchine fisiche ha abbattuto il tempo necessario per l’assistenza e la manutenzione. Per il 2007 sono pertanto previste evoluzioni, ad esempio l’ulteriore virtualizzazione dei sistemi nelle sedi principale e distaccate, oltre al progetto Disaster Recovery geografico della server farm, nonché la realizzazione di una SAN.
Optimise and save with VMware
To better manage the high technological content of ones own products and to conform to the severe “compliance” demanded by the market, the IMA group has had to develop new server systems, with a consequent increase in their workload. The solution: VMware.
IMA (machines for packaging pharmaceutical products and teabags) in the summer of 2004 started up a project that was at first limited to consolidating around twenty low criticality servers of its private network on two rack servers with ESX Vmware. Even first results were seen to be above expectations, and thus the project was extended: the ESX Servers have evolved into Virtual Infrastructure on Blade architecture; the systems have been virtualised in DMZ, as well as SAP IDES; a traditional CAD applicative run on RISC UNIX has been migrated onto Linux virtual and shared; the project has been extended to other systems. The result in other terms is that the systems virtualised in IMA on May 2006 were already 78. The company, satisfied, intends increasing the number of systems, this also with the start up of a VMware consolidation program at the second site of the group.
Convincing results - This project has been developed by Info Area, IT company that is part of the group, that has among other things acquired specific skills as regards the VMware offer, becoming an Enterprise VMware partner. Various advantages have been gained from this: greater productivity and simplicity in running, greater security and reliability, cost reduction; without counting the fact that the reduction of physical machines has reduced the time needed for maintenance and assistance. Further developments are to take place in 2007, for example the further virtualisation of the systems in the main and remote worksites, the farm server geographic Disaster Recovery project as well as the creation of a SAN.
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Tracciabile anche online - Per risolvere le problematiche di tracciabilità e rintracciabilità nella filiera agroalimentare, Sygest (soluzioni ICT per le piccole e medie imprese) propone E2KTRACK. In conformità alla norma 178 della Comunità Europea, il sistema consente di tracciare la vita dei prodotti - dal ricevimento delle materie prime fino al confezionamento - attraverso la gestione dei lotti in ingresso e la mappatura del processo produttivo. E2KTRACK si integra perfettamente con le tecnologie WiFi, RFID, incrementando l’efficienza delle infrastrutture sistemistiche e di strumenti quali terminali con lettore di codice a barre e stampanti industriali per etichette. Tra le caratteristiche della soluzione Sygest si segnala anche la disponibilità di un modulo Web per la pubblicazione su internet dei dati generati dal sistema lungo tutta la filiera. Con l’applicazione Web, utilizzabile via browser da qualsiasi postazione PC, è infatti possibile digitare il codice lotto presente sulla confezione del prodotto e accedere alle informazioni relative a quel determinato lotto, con diversi livelli di dettaglio.
Traceability online as well - To solve track and trace problems in the agrofood segment, Sygest (ICT solutions for small-to-medium-sized concerns) offers E2KTRACK. In conformity with EC standard 178, the system enables the tracing of the product life - from receival of the raw material up to packaging - through the administration of the incoming lots and the mapping of the production process. E2KTRACK integrates perfectly with WiFi, RFID technology, increasing the efficiency of the system infrastructure and the tools such as terminals with barcode readers and industrial printers for labels. Among the characteristics of the Sygest solution, we also highlight the availability of a Web module for the publication on Internet of the data generated by the system throughout the segment. With the Web application, usable via browser from any PC station, the lot code present on the product pack can be keyed in to access information regarding the given lot with different levels of detail.
Percorsi di automazione - Lo scorso 9 giugno Festo ha organizzato presso la propria sede italiana di Assago (MI) il Festo Customer Day, giornata di incontro e confronto con alcuni dei principali clienti del produttore tedesco, fra cui Goglio SpA, Kuka Roboter Italia SpA, OPM (Gruppo Sympak). In agenda, l’automazione in ambienti aggressivi ed easy-to-clean, le novità nella robotica e la tecnologia pneumatica nelle macchine per il confezionamento alimentare.
Automation parts - Last 9th June Festo organised the Festo Customer Day at its Italian branch at Assago (MI), featuring day of encounters and exchanges between some of the main customers of the German producer, including Goglio SpA, Kuka Roboter Italia SpA, OPM (Gruppo Sympak). The schedule included automation in aggressive and easy-to-clean environments and the new features in robotic and pneumatic technology in machines for food packaging. |
