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 di strutture leggere. L’azienda lavora con materiali compositi come OSB e fibrogesso, che richiedono soluzioni produttive precise e ripetibili per mantenere elevati standard qualitativi, in linea con le certificazioni del settore.
L’esigenza di flessibilità produttiva e di integrazione tra il progetto digitale (file di taglio) e la macchina aveva reso necessaria una modernizzazione mirata degli impianti.
La necessità
La richiesta principale era di eseguire un revamping completo del pantografo di taglio, passando da operazioni parzialmente manuali a un flusso automatizzato end-to-end. Il cliente chiedeva il caricamento e lo scarico automatici dei pannelli, gestione fluida di file di taglio in formati proprietari (.btl) convertiti in codice macchina (.cn ISO), integrazione tra convertitore di file e automazione real-time, e miglior controllo delle lavorazioni su materiali sensibili (OSB, fibrogesso). Dal punto di vista operativo servivano anche maggiore affidabilità, minore 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 macroaree funzionali: la fresa XYZ con magazzino utensili e lama circolare, i gruppi di carico/scarico dei pannelli e i sistemi di spinta e bloccaggio. La fornitura ha compreso l’ingegnerizzazione meccanica, la costruzione e il montaggio, oltre allo sviluppo completo della parte di controllo e di supervisione.
Alcuni dettagli tecnici sull’architettura di controllo e l’integrazione:
- PLC e I/O basati sulla tecnologia Beckhoff: 4 nodi EK con ingressi/uscite digitali e analogici, collegati via EtherCAT per garantire latenza e sincronizzazione deterministiche.
- Controllo numerico CN Vickers a 4 assi integrato con TwinCAT NC-1 per la gestione delle traiettorie della fresa.
- Gestione dei motion di 10 motori stepper Beckhoff con encoder, pilotati tramite il modulo EL7041, per posizionamenti ripetibili e feedback chiuso.
- Rete EtherCAT per il motion e rete Ethernet per lo scambio di dati e l’integrazione con sistemi esterni.
- HMI e supervisione su panel PC touchscreen Beckhoff (WinCE) con HMI sviluppata in Movicon 11.2 per la visualizzazione, la gestione delle ricette, la diagnostica e lo storico degli eventi.
- Integrazione del convertitore che trasforma i file *.btl in *.cn (ISO) per la lavorazione; il sistema automatizza il flusso dei file, la validazione e l’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 degli utensili e i sistemi di bloccaggio; l’HMI Movicon espone al personale operatore le ricette, le interfacce di controllo e i KPI operativi. L’architettura modulare consente estensioni future e facilita la manutenzione.
I vantaggi ottenuti
- Automazione del flusso di materiale: il caricamento e lo scarico automatici dei pannelli hanno ridotto la manipolazione manuale, diminuendo gli errori di posizionamento e i potenziali danni ai pannelli, oltre a migliorare la sicurezza degli operatori.
- Coerenza e qualità del taglio: l’integrazione diretta tra il convertitore dei file (*.btl → *.cn) e il controllore numerico assicura che il codice macchina sia validato e applicato in modo uniforme, riducendo la variabilità e gli scarti di lavorazione sui materiali sensibili come OSB e fibrogesso.
- Affidabilità e controllo in tempo reale: 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 in una minore manutenzione correttiva.
- Tracciabilità e supervisione: l’HMI Movicon 11.2 e il panel PC WinCE forniscono monitoraggio in tempo reale, storico degli 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 gli upgrade futuri e riduce i tempi di intervento per l’assistenza e la taratura.
- Consegna completa “chiavi in mano”: grazie all’ingegnerizzazione meccanica e al montaggio inclusi nella fornitura, il cliente ha potuto ridurre al minimo i tempi di fermo dell’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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