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Il sistema iTRAK raggiunge un'efficienza globale delle apparecchiature (OEE) straordinaria

DT Engineering progetta un sistema unico che spinge i limiti della tecnologia di movimentazione a carrelli indipendenti

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Macchina cliente DT Engineering

Sfida

  • Migliorare la ripetibilità, la velocità e la flessibilità nelle applicazioni di assemblaggio, dosaggio e confezionamento

Soluzioni

  • Sistema di movimentazione intelligente iTRAK di Rockwell Automation
  • Allen-Bradley CompactLogix 5380 controller
  • Allen-Bradley Kinetix 5700 servoazionamento EtherNet/IP
  • Terminali grafici Allen-Bradley PanelView

Risultati

  • Aumenta l'efficienza globale delle apparecchiature (OEE)
  • Migliora la flessibilità e il cambio formato
  • Raggiunge una sincronizzazione precisa per applicazioni di dosaggio/riempimento
  • Mantiene tolleranze rigorose

La "personalizzazione di massa" è un concetto che esiste da decenni. Ma con l'avvento dell'Internet of Things (IoT) e di tecnologie di automazione più sofisticate, un ambiente di produzione flessibile in grado di gestire in modo efficiente più SKU e una produzione più personalizzata sta diventando realtà.

"I nostri clienti stanno cercando modi nuovi e migliori per automatizzare i loro processi", ha dichiarato Mark Meckem, direttore dell'ingegneria e della tecnologia di DT Engineering. "Collaboriamo con clienti e fornitori per offrire soluzioni che rispettino la durata del ciclo, migliorino il ritorno sull'investimento e affrontino le sfide della forza lavoro".

DT Engineering è un'azienda a conduzione familiare, sviluppatore di soluzioni di automazione industriale e integratore di sistemi, che si distingue per un approccio innovativo all'esecuzione dei progetti, dando vita ai concetti. Con sede a Lebanon, Missouri, DT Engineering serve aziende leader nei settori degli elettrodomestici, HVAC, agricolo, pneumatici, prodotti di consumo e dispositivi medici/farmaceutici.

I limiti dei sistemi di trasporto convenzionali

Poiché l'efficienza globale delle apparecchiature (OEE) è fondamentale per il ritorno sull'investimento (ROI), l'OEE è un indice di prestazione chiave per la maggior parte dei settori. Il miglioramento del tempo di cambio formato e della precisione delle apparecchiature influisce sull'OEE, migliorando così il ROI.

Il trasporto è fondamentale in molte applicazioni industriali. E il metodo utilizzato spesso limita i miglioramenti dell'OEE. 

I nastri trasportatori convenzionali sono progettati per spostare i prodotti lungo una linea su un percorso preconfigurato, a una velocità fissa. I prodotti sul nastro trasportatore sono equidistanti e il sistema funziona solo alla velocità del processo più lento della linea.

"Le applicazioni di assemblaggio e confezionamento ad alta velocità comportano il trasporto dei prodotti con controllo e precisione", ha spiegato Meckem. "Le macchine tradizionali con camma o trasmissione a cinghia hanno un alto grado di precisione ma nessuna flessibilità. Un sistema basato sulla tecnologia di movimentazione a carrelli indipendenti ha sia precisione che flessibilità, riducendo così le spese in conto capitale per più SKU".

Di recente, DT Engineering ha applicato questo nuovo approccio per migliorare la velocità e le prestazioni delle macchine in una soluzione multi-applicazione con Rockwell Automation tecnologia di movimentazione a carrelli indipendenti (ICT).

Un modo migliore

"Abbiamo collaborato con Rockwell Automation per sviluppare e implementare un sistema “a due piani” per un cliente Fortune 500 basato su iTRAK® ICT", ha dichiarato Meckem. "Abbiamo progettato la soluzione per soddisfare lo standard OEE del cliente – 85%. Attualmente, il sistema raggiunge il 97% OEE."

Sulla base di questo successo, DT Engineering ha progettato una soluzione iTRAK a due piani che può servire da prototipo per molte applicazioni.

La tecnologia iTRAK si basa su motori sincroni lineari, che consentono il controllo indipendente di più portanti a propulsione magnetica. Il software di controllo e i sensori integrati calcolano continuamente la posizione della portante.

Invece di viaggiare a una velocità fissa, le portanti si muovono indipendentemente da una stazione all'altra.

Nella soluzione prototipo, un sistema iTRAK trasporta i prodotti alle stazioni di lavorazione. Un secondo sistema iTRAK funziona in alto e può assumere vari ruoli.

"La capacità di trasferire gli utensili da un sistema iTRAK a un altro crea diverse opportunità per migliorare il flusso dei prodotti", ha dichiarato Meckem. "Ad esempio, il sistema può essere utilizzato per mettere in scena più SKU, gestire il controllo della qualità, abilitare le revisioni dei componenti per supportare gli articoli in garanzia e incorporare processi aggiuntivi che migliorano la durata del ciclo."

"Il sistema può anche essere configurato per eseguire due SKU contemporaneamente", ha aggiunto Meckem.

La soluzione funziona su un Allen-Bradley CompactLogix 5380 controller e dispone di Allen-Bradley Kinetix® 5700 servo drive, Allen-Bradley PanelView™ graphic terminal, e Allen-Bradley Stratix® 5700 managed switch. La soluzione è integrata su una rete EtherNet/IP™.

Per le applicazioni di pick and place nella macchina prototipo, DT Engineering ha installato robot FANUC®. FANUC è un Encompass™ Product Partner nel programma Rockwell Automation PartnerNetwork™. Inoltre, DT Engineering è un integratore di sistemi autorizzato per i robot FANUC.

Più efficiente. Ripetibile.

DT Engineering può replicare i passaggi del processo utilizzati nelle precedenti applicazioni delle macchine. Ma grazie al sistema iTRAK, il modo in cui possono eseguire questi passaggi è cambiato in modo significativo.

"Poiché accelerazioni, decelerazioni, velocità e posizioni sono tutte programmabili, possiamo effettivamente accelerare e rallentare tra alcune delle stazioni di lavorazione", ha spiegato Meckem. "Questo migliora notevolmente l'efficienza complessiva del sistema."

"E poiché le tolleranze sono regolate e controllate elettronicamente, il sistema è altamente ripetibile", ha aggiunto Meckem.

Sincronizzazione precisa

L'aspetto più impegnativo del progetto è stato l'implementazione dell'approccio innovativo dell'azienda alla distribuzione dei materiali utilizzando l'iTRAK superiore. Per distribuire un carico, un gruppo trasportato dalla guida superiore deve essere abbinato al prodotto trasportato dalla guida inferiore per un intervallo di tempo.

Raggiungere una sincronizzazione precisa – a 0.007″ – è stata un'impresa ingegneristica che ha richiesto una collaborazione eccezionale tra DT Engineering e il team di Rockwell Automation.

"Rockwell Automation ha completato le simulazioni per determinare il numero di portanti necessari su entrambi i sistemi iTRAK – e il tempo di pausa necessario per ogni stazione", ha detto Meckem.

Per estendere ulteriormente l'OEE, il prototipo include un'esperienza di realtà aumentata (AR) PTC® Vuforia® che semplifica la manutenzione guidando gli operatori attraverso le procedure. PTC, leader nella trasformazione digitale, è un partner strategico di Rockwell Automation.

DT Engineering prevede che molti clienti otterranno un ritorno significativo sull'efficienza globale delle apparecchiature sfruttando i nuovi modi di sviluppare e implementare soluzioni iTRAK – e tecnologie digitali intelligenti.

Scoprite come Rockwell Automation contribuisce a migliorare le prestazioni dei costruttori di macchine.

Pubblicato 4 febbraio 2020

Argomenti: Accelerare la trasformazione digitale Trasformazione digitale Produzione di energia Interfaccia operatore Controllori programmabili Convertitori di frequenza Vuforia Tecnologia di movimentazione a carrelli indipendenti
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