Revamping pantografo di taglio: automazione con carico/scarico automatico per prefabbricati in legno
- 17/12/2012
- 4 minuti di lettura
L'azienda cliente
Il cliente è un produttore di case prefabbricate in legno attivo nel settore della bioedilizia, con linee produttive dedicate alla lavorazione di pannelli per pareti e strutture leggere. L’azienda lavora con materiali compositi come OSB e fibrogesso che richiedono soluzioni produttive precise e ripetibili per mantenere standard qualitativi elevati compatibili con le certificazioni del settore.
L’esigenza di flessibilità produttiva e di integrazione tra progetto digitale (file di taglio) e macchina aveva reso necessaria una modernizzazione mirata degli impianti.
La necessità
La richiesta principale era eseguire un revamping completo del pantografo di taglio per passare da operazioni in parte manuali a un flusso automatizzato end-to-end. Il cliente chiedeva il caricamento e scarico automatico dei pannelli, gestione fluida di file di taglio in formati proprietari (.btl) convertiti in codice macchina (.cn ISO), integrazione tra convertitore file e automazione real-time, e miglior controllo delle lavorazioni su materiali sensibili (OSB, fibrogesso). Dal punto di vista operativo serviva anche maggiore affidabilità, minor variabilità qualitativa, tracciabilità dei cicli e una soluzione scalabile che includesse progettazione meccanica, controllo e interfaccia uomo-macchina.
La soluzione sviluppata
Per rispondere a queste necessità abbiamo eseguito un revamping integrale della linea, raggruppando le macchine in tre macro-aree funzionali: la fresa XYZ con magazzino utensili e lama circolare, i gruppi di carico/scarico pannelli e i sistemi di spinta e bloccaggio. La fornitura ha compreso ingegnerizzazione meccanica, costruzione e montaggio, oltre allo sviluppo completo della parte di controllo e supervisione.
Alcuni dettagli tecnici sull’architettura di controllo e l’integrazione:
- PLC e I/O basati su tecnologia Beckhoff: 4 nodi EK con ingressi/uscite digitali e analogici, collegati via EtherCAT per garantire latenza e sincronizzazione deterministica.
- Controllo numerico CN Vickers a 4 assi integrato con TwinCAT NC-1 per la gestione delle traiettorie della fresa.
- Gestione motion di 10 motori stepper Beckhoff con encoder pilotati tramite modulo EL7041, per posizionamenti ripetibili e feedback chiuso.
- Rete EtherCAT per il motion e una rete Ethernet per scambio dati e integrazione con sistemi esterni.
- HMI e supervisione su panel PC touchscreen Beckhoff (WinCE) con HMI sviluppata in Movicon 11.2 per visualizzazione, gestione ricette, diagnostica e storico eventi.
- Integrazione del convertitore che trasforma file *.btl in *.cn (ISO) per la lavorazione; il sistema automatizza il flusso di file, validazione e avvio della missione della macchina, minimizzando gli interventi manuali.
Abbiamo progettato il software PLC con TwinCAT per orchestrare le funzioni di carico/scarico, il controllo utensili e i sistemi di bloccaggio; l’HMI Movicon espone al personale operatore ricette, interfacce di controllo e KPI operativi. L’architettura modulare permette future estensioni e facilita la manutenzione.
I vantaggi ottenuti
- Automazione del flusso di materiale: il caricamento e lo scarico automatico dei pannelli hanno ridotto la manipolazione manuale, diminuendo errori di posizionamento e potenziali danni ai pannelli, oltre a migliorare la sicurezza degli operatori.
- Coerenza e qualità di taglio: l’integrazione diretta tra convertitore file (*.btl → *.cn) e controllore numerico assicura che il codice macchina sia validato e applicato in modo uniforme, riducendo variabilità e scarti di lavorazione sui materiali sensibili come OSB e fibrogesso.
- Affidabilità e controllo real-time: l’uso di EtherCAT e dei nodi Beckhoff garantisce sincronizzazione e risposta deterministica per il motion control (motori stepper + encoder), traducendosi in cicli più stabili e minor manutenzione correttiva.
- Tracciabilità e supervisione: l’HMI Movicon 11.2 e il panel PC WinCE forniscono monitoraggio in tempo reale, storico eventi e diagnostica, supportando decisioni rapide e interventi mirati sul campo.
- Scalabilità e manutenzione facilitata: l’architettura modulare (PLC TwinCAT, moduli EL7041, rete EtherCAT) semplifica futuri upgrade e riduce i tempi di intervento per assistenza e taratura.
- Consegna completa “chiavi in mano”: grazie all’ingegnerizzazione meccanica e al montaggio incluso nella fornitura, il cliente ha potuto minimizzare i tempi di fermo impianto durante il revamping e tornare rapidamente alla produzione.
Questa soluzione dimostra come l’integrazione fra automazione avanzata (TwinCAT, Beckhoff, EtherCAT), controllo numerico e conversione digitale dei file di produzione possa trasformare un pantografo tradizionale in una cella produttiva efficiente, ripetibile e adatta alle esigenze della bioedilizia.
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Soluzione
Automazione industriale
Settore
Bioedilizia
Location
Italia
Anno d'integrazione
2011
Tecnologie integrate
- PLC Beckhoff (TwinCAT)
- EtherCAT
- CN Vickers 4 assi
- Motion: stepper, encoder, moduli EL7041
- Panel PC Beckhoff
- HMI Movicon 11.2
Attività svolte
- Analisi tecnica e definizione requisiti di revamping
- Integrazione PLC e CNC
- Sviluppo logiche TwinCAT
- Sviluppo HMI Movicon e gestione ricette/operatori
- Retrofit meccanico e cablaggio elettrico
- Tuning motion, collaudi e commissioning in sito
- Formazione operatori e consegna documentazione
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