Kollmorgen Automation Suite

Tecnologia di motion control per il settore macchine per imballaggio

L'aumento della domanda dei consumatori sta portando alla crescente necessità di maggiore produttività ovvero maggior numero di pezzi in unità di tempo e richiede quindi che le macchine per imballaggio siano sempre più efficienti, affidabili ed interconnesse Industria 4.0

Un approccio efficiente per soddisfare la crescente domanda del mercato del packaging e delle macchine per imballaggio è quello di utilizzare tecnologie integrate e intelligenti con architetture aperte per costruire nuove macchine o aggiornare quelle esistenti. Non solo queste nuove tecnologie forniscono più produttività e prodotto al minuto, ma sono anche utilizzate per l’analisi predittiva e la manutenzione, per ottenere un'efficienza ancora maggiore e per una sicurezza avanzata della macchina.

Si inizia con l'integrazione, che si traduce in semplicità

L'utilizzo di componenti altamente integrati è il primo passo per creare una macchina per l'imballaggio avanzata.

Kollmorgen Automation Suite è una soluzione di automazione delle macchine che riunisce l'hardware, un ambiente di programmazione software altamente integrato e intuitivo con caratteristiche di sicurezza avanzate per creare una macchina estremamente performante. Questa integrazione contribuisce ad accelerare i tempi di sviluppo, ad aumentare la produttività delle macchine, a ridurre gli scarti e ad aumentare l'efficacia complessiva del sistema.

È possibile incorporare i controlli della macchina e del motion in un controller di macchina che include il controllo integrato per più assi servo e passo-passo, gestione I/O completa, interfaccia HMI e connettività bus di campo. Questo tipo di integrazione è particolarmente utile e flessibile quando è abbinato con sistemi ad architettura aperta basati su sistemi bus di campo standard e di conseguenza aperti all’integrazione totale dei componenti.

Mentre le architetture chiuse utilizzano prodotti pre-ingegnerizzati che sono difficili da aggiornare, con bus di campo spesso proprietari o comunque non totalmente aperti, i sistemi aperti e distribuiti KOLLMORGEN possono adattarsi alle esigenze del produttore di macchine per imballaggi permettendo ai vari componenti di lavorare e integrarsi senza problemi con il sistema esistente o con un nuovo design.

Uno dei componenti fondamentali del sistema è l'AKD2G di KOLLMORGEN, un servo azionamento disponibile anche bi asse con I/O espandibili, memoria rimovibile, STO a due canali e il primo display grafico del settore residente negli azionamenti. Il design a doppio asse fornisce il doppio della densità di potenza rispetto agli azionamenti ad asse singolo e utilizza il 20% di spazio in meno rispetto agli altri azionamenti a doppio asse presenti sul mercato.

Utilizzo di tecnologie intelligenti
Le tecnologie intelligenti utilizzano il riconoscimento automatico e le operazioni basate sul web per comunicare e collegare più dispositivi all'interno della stessa macchina. Per esempio, quando un servo azionamento integrato con un controller di motion è collegato a diversi altri servo azionamenti o moduli I/O, dovrà riconoscere automaticamente se stesso e gli altri servo azionamenti sulla rete. Il costruttore della macchina li mappa semplicemente ai nomi degli assi fisici.

Una macchina confezionatrice che usa operazioni basate sul web permette agli utenti di controllare lo stato di ogni asse, avviare o fermare la macchina e comandare funzioni di backup e ripristino. Attraverso un indirizzo IP dedicato o una connessione a un server, il personale operativo o ingegneristico può controllare lo stato di una macchina o anche di un controller attraverso qualsiasi browser web.

L'utilizzo di uno standard riconosciuto per la programmazione PLC o dei controller di motion, come IEC-61131-3 o PLCopen for Motion, permette ai costruttori di macchine che sono più a loro agio con la programmazione ladder, il testo strutturato o qualsiasi altro linguaggio IEC-61131-3 di costruire macchine che possono facilmente integrarsi con altri componenti che utilizzano gli stessi standard.

Tecnologie integrate per una sicurezza più reattiva
La preoccupazione principale per un progettista di qualsiasi tipo di macchinario è la sicurezza. Per le macchine per l'imballaggio, l'approccio tradizionale era quello di aggiungere moduli di sicurezza separati e poi integrarli con la macchina. Le nuove tecnologie permettono alle funzioni di sicurezza di essere residenti al 100% nell'azionamento, eliminando la necessità di soluzioni esterne che dipendono da un'integrazione complessa fra il controller, il PLC sicuro e l'azionamento. Il fatto che le funzioni di sicurezza risiedano esclusivamente sull’azionamento permette di reagire in modo più reattivo rispetto ai componenti separati.

Le funzioni di sicurezza che sono residenti nell'azionamento possono essere programmate per operare automaticamente senza comandi espliciti da parte di un operatore.

Le funzioni di sicurezza avanzate residenti nell’azionamento possono non solo proteggere un operatore, ma anche mantenere la produttività della macchina anche durante i momenti in cui una macchina sarebbe normalmente messa offline. Per esempio, la pulizia di una macchina per l'imballaggio richiederebbe tradizionalmente di spegnere la macchina, pulirla e riaccenderla, togliendo la macchina dal prodotto per l'intero processo di pulizia. L'utilizzo di funzioni di sicurezza residenti nell'azionamento, come la funzione di sicurezza a velocità limitata, permette di pulire la macchina mentre è ancora in funzione, eliminando i tempi morti e mantenendo la sicurezza dell'operatore.

Potenti funzioni di sicurezza totalmente integrate

STO (Safe Torque Off)

Scollega l’alimentazione del motore ma lascia l’azionamento sotto tensione per garantire un rapido riavvio.

SS1 (Safe Stop 1)

La frenatura controllata porta l’azionamento in una situazione di arresto. Dopo un determinato periodo di tempo, l’alimentazione del motore viene interrotta in modo sicuro attivando internamente la funzione STO.

SS2 (Safe Stop 2)

La frenata rigenerativa controllata porta in una posizione di arresto l’azionamento che poi mantiene un arresto controllato.

SBC (Safe Brake Control)

Controllo sicuro di un freno di stazionamento elettromeccanico; solitamente per assi verticali.

SBT (Safe Brake Test)

Per realizzare un livello di sicurezza SIL2 o superiore, il freno elettromeccanico deve essere testato.

SDB (Safe Dynamic Brake)

In alcune applicazioni, è molto utile cortocircuitare i cavi del motore tramite relè “Safe” invece di utilizzare un freno di stazionamento elettromeccanico.

Il monitor SafeMotion di Kollmorgen include una gamma completa di opzioni certificate ISO per soddisfare praticamente qualsiasi requisito di sicurezza funzionale. Queste funzioni di sicurezza sono al 100% residenti nell'azionamento, eliminando la necessità di soluzioni esterne che dipendono da una complessa integrazione fra il controller, il PLC sicuro e l'azionamento.

Manutenzione avanzata e metriche delle prestazioni
Le operazioni basate sul web permettono agli utenti di controllare lo stato di ogni asse e di avviare o fermare la macchina a distanza. Questa capacità di monitorare la macchina in tempo reale presenta l'opportunità di condurre lavori di manutenzione preventiva, il che migliora la sicurezza complessiva della macchina. Inoltre, non è necessario alcun software per PC o programmazione della tastiera per configurare la macchina in una situazione di sostituzione o di manutenzione preventiva, il che può aumentare significativamente il tempo di attività di una linea di imballaggio.

Al di là della manutenzione preventiva, un vantaggio di una macchina integrata con connettività internet è che fornisce più dati all'utente finale per il tracciamento delle prestazioni per migliorare l'efficienza operativa. Le funzioni automatiche di backup e ripristino permettono di cambiare il servo azionamento senza bisogno di configurazione. Le informazioni sono memorizzate e scaricate centralmente e un sistema di supporto integrato è spesso costruito direttamente nel software di sviluppo con una funzione di aiuto integrata. Sistemi quindi totalmente compatibili e realmente Industria 4.0.

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