Trasmettere energia senza contatto in totale sicurezza significa non dover gestire le batterie, il relativo smaltimento e le stazioni di ricarica. È ciò che accade (anche) nel settore automotive, grazie a una tecnologia in grado di movimentare con continuità e precisione navette (AGV) per la distribuzione dei componenti da assemblare in linea.
Ottimizzazione di processo, riduzione dei costi e dei rischi legati alla sicurezza: si tratta di concetti chiave ai quali molte aziende in ambito industriale devono guardare con particolare attenzione per mantenere elevata la loro competitività. I motivi sono diversi a seconda dei segmenti di settore d'interesse: possono concretizzarsi in scelte di processo e/o tecnologiche tra loro anche molto eterogenee, per esempio centralizzando parte delle attività, decentralizzandone altre o, ancora, ripensando completamente alcuni cicli di sviluppo di prodotto. Percorsi di crescita aziendale che si ottengono molto spesso ricorrendo a partner affidabili, come nel caso di FIAT Auto SpA che, per il proprio stabilimento di Cassino ha affidato al gruppo CIEM-MADA la fornitura di un particolare e innovativo impianto, basato sulle soluzioni tecnologiche SEW-EURODRIVE. Il Gruppo, che è nato dall'integrazione tra la CIEM SpA e la MA.DA. SpA, con l'intento di proporre soluzioni sempre innovative per l'ottimizzazione dei trasporti interni e per la gestione dei magazzini automatizzati. è oggi in grado di proporre impianti di material handling altamente innovativi come AGV (Automated Guides Vehicles), che andremo ora ad analizzare.
"Si tratta" precisa Antonio D'Amico, Direttore Tecnico della MA.DA. S.p.A. "di un impianto 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.
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. È 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 la Maxsolution 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 dieci navette AGV che si muovono su un tracciato alimentato tramite induzione da sei sistemi MOVITRANS®. Ogni AGV è azionato dall'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 bagnati e umidi e in quelli sensibili allo sporco in cui non è ammessa nessuna contaminazione addizionale. Un terzo cavo, che funge da antenna, è posato nel circuito percorso dalla navetta AGV, parallelamente ai cavi di potenza e distribuisce 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 è stato utilizzato lo specifico tool software MOVIVISION®. 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, e 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 i sistemi di azionamento, in modo rapido e sicuro e senza approfondite nozioni di programmazione. Anche durante la produzione, lo stesso tool è in grado di adattarsi alle modifiche che il processo richiede.
I numeri del progetto
Gli AGV, 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, a basso impatto, sono state realizzate in soli 30 giorni, in totale sicurezza e con linee di produzione attive. La soluzione AGV ha pienamente soddisfatto i requisiti richiesti (prestazioni, affidabilità, sicurezza, elevato ritorno dell'investimento e basso impatto sulle attività produttive esistenti).
