Sistema di trasporto automatico senza contatto

Ottimizzazione di processo, riduzione dei costi e dei rischi legati alla sicurezza. Concetti chiave, questi, ai quali molte aziende in ambito industriale devono guardare con particolare attenzione per mantenere elevata la loro competitività in un mercato sempre più difficile. Per motivi diversi, secondo i vari segmenti di settore d'interesse, ma inequivocabilmente immaginabili; concetti che possono concretizzarsi in scelte di processo e/o tecnologiche tra loro anche molto eterogenee: centralizzando parte delle attività, per esempio; decentralizzandone altre o, ancora, ripensando completamente alcuni cicli di sviluppo di prodotto.

Tutto ciò seguendo scelte ragionate e pensate per ottenere obiettivi ben precisi in grado di generare i risultati voluti. Percorsi di crescita aziendale che si ottengono molto spesso ricorrendo a partner affidabili sui quali poter contare per lo sviluppo di progetti talvolta anche molto complessi. Come nel caso di FIAT Auto SpA che, per il proprio stabilimento di Cassino, in provincia di Frosinone, ha realizzato un particolare e innovativo impianto, basato sulle soluzioni tecnologiche SEW-Eurodrive, realizzato dal gruppo CIEM-MADA.

"Si tratta - precisa Antonio D'Amico, Direttore Tecnico della MA.DA. S.p.A.- di un impianto AGV destinato alla movimentazione dei contenitori di componenti. Gli AGV operano tra il magazzino semiautomatico e linea di assemblaggio scocche auto del reparto di lastratura. Il sistema di trasporto è impiegato nella costruzione preliminare dell'autovettura, per trasportare le parti della carrozzeria (nello specifico porte, parafanghi, cofani anteriori e posteriori) alle linee di montaggio. In questo modo la FIAT ha completamente automatizzato un processo logistico che precedentemente veniva effettuato con carrelli elevatori a guida manuale con tutti i rischi ad esso connessi.

Partner tecnologico del progetto è SEW-Eurodrive, che ha sviluppato e fornito la componentistica per la realizzazione del sistema. Infatti, gli AGV, Automated Guided Vehicles, utilizzano la innovativa tecnologia senza contatto sviluppata da SEW-Eurodrive e sono i primi installati in FIAT che non prevedono l'utilizzo di batterie a bordo».

CIEM-MADA

Il Gruppo CIEM-MADA è nato, grazie all'integrazione tra la CIEM SpA operante nel material handling sin dal 1984 e la MA.DA. SpA creata grazie ad un Management By Out operato da alcuni dirigenti del Gruppo FATA (Finmeccanica), con l'intento di proporre soluzioni sempre innovative per l'ottimizzazione dei trasporti interni, delle linee produttive e per la gestione dei magazzini automatizzati. Oggi il Gruppo, che ha numerose sedi in Europa e nell'America Latina e accordi di partenariato negli USA, è in grado di proporre - word wide - impianti di material handling chiavi in mano altamente innovativi come quello AGV realizzato presso lo stabilimento FIAT di Cassino e che andremo ora ad analizzare più da vicino nelle sue principali peculiarità di funzionamento.

Trasferimento di energia senza contatto

«Il sistema AGV - prosegue D'Amico - movimenta i contenitori con i particolari del veicolo depositandoli sulla linea di montaggio preliminare. Il percorso delle navette si sviluppa su un tragitto articolato, suddiviso logicamente in segmenti, con la possibilità di deviare in corrispondenza di incroci o diramazioni. E' previsto inoltre un percorso supplementare dedicato alla manutenzione, in modo da facilitarne eventuali interventi in sicurezza. Il processo prevede che i contenitori pieni siano trasferiti in modo completamente automatico dalle rulliere in uscita dal magazzino allo stesso AGV e trasportati direttamente sulla linea di montaggio. Qui hanno luogo la consegna automatica del contenitore pieno e quindi il prelievo di quello vuoto, che è riportato al magazzino. Il PLC sovraordinato gestisce tutta la coordinazione della consegna alla catena di montaggio».

Cuore del sistema è MAXOLUTION® di SEW-Eurodrive: una soluzione che integra vari componenti SEW per fornire al cliente un pacchetto completo dai motoriduttori agli azionamenti fino all'alimentazione di potenza induttiva senza contatto.

Più nel dettaglio, l'impianto si compone di un totale di 10 navette AGV che si muovono su un tracciato alimentato tramite induzione da 6 sistemi MOVITRANS®. Ogni AGV è azionato dal'inverter da campo MOVIPRO®. La comunicazione tra gli AGV è il Segment Controller SEW che li coordina è garantita da 20 reti Wireless.

Mediante il convertitore stazionario modello MOVITRANS® TPS, disponibile nelle versioni modulari da 16 kW e 4 kW, l'energia elettrica percorre un conduttore interrato a filo pavimento. Il campo elettromagnetico generato è intercettato da un "pick-up" montato sulla navetta AGV ed è riconvertito in un'energia utilizzabile dagli azionamenti a bordo. Poiché l'accoppiamento elettromagnetico avviene attraverso un traferro, senza contatto fisico, non è soggetto in alcun modo a usura e non richiede manutenzione. Il campo magnetico inoltre viene utilizzato come segnale di riferimento per l'algoritmo di guida con differenziale elettronico dell'AGV sviluppato da SEW-Eurodrive.

Tale caratteristica rende il MOVITRANS® particolarmente adatto alle applicazioni negli ambienti sensibili allo sporco in cui non è ammessa nessuna contaminazione addizionale e negli ambienti bagnati e umidi.

Un terzo cavo è posato nel circuito percorso dalla navetta AGV, parallelamente ai cavi di potenza: si tratta di un cavo che funge da antenna che distribuisce lungo tutto il percorso il segnale della rete W-lan usata per la comunicazione. Due antenne predisposte su ogni veicolo ricevono le informazioni dal conduttore radiante e le inoltrano all'azionamento PHC MOVIPRO® di SEW-Eurodrive. Il MOVIPRO® riunisce in un "case" compatto con protezione IP54 le funzioni di inverter e di controllore PLC.

Logica di gestione e controllo

«In sintesi - spiega lo stesso D'Amico - molto importante è il sistema integrato di comunicazione e controllo sviluppato in collaborazione con SEW-Eurodrive"

«Per la messa in servizio, la parametrizzazione e la diagnosi del sistema - precisa D'Amico - è stato utilizzato lo specifico tool software"MOVIVISION® sempre di SEW-Eurodrive. I dati parametrizzati nel software vengono trasferiti al Segment Controller che, sulla base di queste informazioni, coordina il movimento degli AGV, ad esempio gestendo le anticollisioni, la velocità in funzione delle aeree attraversate. Esso si interfaccia con il PLC sovraordinato scambiando dati relativi ai comandi e lo stato del sistema attraverso il protocollo universale UDP/IP.

L'applicativo MOVIVISION® consente di mettere in servizio in modo rapido e sicuro i sistemi di azionamento, senza perdere molto tempo e senza la necessità di avere approfondite nozioni di programmazione. Anche durante la produzione, ovvero quando l'impianto è in esercizio, lo stesso tool è sempre in grado di adattarsi alle modifiche che il processo richiede, senza dover ricorrere all'intervento di personale altamente specializzato. Il software si fa carico dei seguenti compiti: pianificazione e progettazione della gestione dei dati dell'impianto, parametrizzazione e messa in servizio, semplificazione dell'eventuale manutenzione e relativa diagnosi.

I numeri del progetto

Vediamo dunque di fornire qualche dato che consenta di valutare anche dal punto dimensionale questo intervento. Gli AGV, Automated Guided Vehicles, le cui dimensioni sono pari a 4,2 m di lunghezza per 1,8 m di larghezza e 0,7 m di altezza, possono raggiungere velocità massime vicine ai 50 m/min, per un peso totale (carico incluso) movimentato di 1.500 kg.

«Stiamo parlando - conclude D'Amico - di poco più di 82 kW di potenza installata, oltre 1.600 m di cavi di cablati su un percorso superiore ai 700 m. Numeri a cui si affiancano una precisione di posizionamento di +/- 5 mm ». L'installazione e lo start-up sono assolutamente a basso impatto, sono state realizzate in solo 30 giorni nel corso dei quali si è operato in totale sicurezza con linee di produzione attive.

Conclusione

La soluzione AGV realizzata da CIEM-MADA in collaborazione con SEW-Eurodrive, ha pienamente soddisfatto i requisiti richiesti di: prestazioni, affidabilità, sicurezza, elevato ritorno dell'investimento e non da meno il basso impatto sulle attività produttive esistenti, determinandone un nuovo standard per lo sviluppo di future analoghe applicazioni.