Utilizzando la suite di automazione, motion e sicurezza integrata di Rockwell Automation
Fornitore leader di macchine per l’industria del gelato progetta innovativa soluzione di packaging per gli ambienti di produzione più esigenti
Scenario
Con sede nel sud della Danimarca, Gram Equipment è uno dei principali produttori al mondo di attrezzature per la produzione industriale di gelati; una posizione rafforzata nel 2014, dalla fusione di Gram Equipment e WCB Ice Cream.
Con più di 300 dipendenti in tutto il mondo e uffici in Danimarca e negli Stati Uniti, l’azienda offre linee di produzione complete e su misura ai produttori di gelato e ad altre imprese di trasformazione alimentare, in cerca di soluzioni integrate flessibili.
Queste soluzioni, appositamente progettate, coprono applicazioni che vanno da singole linee di montaggio a impianti di produzione completi e comprendono attrezzature per stampo, estrusione, riempimento, confezionamento e imballaggio, così come congelatori, alimentatori di ingredienti, kit per rigenerazione e aggiornamento. I formati dei prodotti trattati includono gelati su stecco, cono, biscotto, coppetta e torta da dessert.
Avendo numerosi clienti che cercano costantemente soluzioni sempre più agili e flessibili per conservazione, produzione e confezionamento, Gram Equipment è sempre alla ricerca di modi per migliorare ed far evolvere la propria gamma di prodotti, al fine di supportare questi clienti a tenere il passo con le emergenti esigenze di produzione da parte dell’industria e le richieste di prodotti da parte dei consumatori.
La macchina progettata per rispondere a questi bisogni di flessibilità e agilità è la GCS. Questa recente aggiunta alla gamma di soluzioni di confezionamento automatizzati, utilizza robot flessibili di raccolta e fornisce prodotti inscatolati con una flessibilità e velocità sorprendenti. Cuore di questa nuova macchina, una soluzione di automazione, motion e sicurezza Allen-Bradley® di Rockwell Automation.
Gram Equipment è un membro del programma PartnerNetworkTM di Rockwell Automation e parte dell’O EM Program. I partecipanti all’OEM Program sono caratterizzati dall’impegno nell’offrire macchine innovative e di alta qualità e attrezzature che aiutino i produttori a migliorare l’agilità aziendale, ottimizzare la produttività e aumentare le prestazioni di business. Attraverso l’uso dei prodotti, delle tecnologie e delle competenze di settore Rockwell Automation, i membri della Partner- Network sono in grado di aiutare gli utenti finali a raggiungere gli obiettivi di sostenibilità e di conformità alla sicurezza.
La Sfida
La macchina GCS è stata sviluppata specificamente per la confezione di gelati. Durante il funzionamento, la macchina prende gelati confezionati singolarmente dal nastro trasportatore di una macchina di produzione Gram posizionata a monte e ne inserisce un predefinito numero e tipo (mix colore /gusto) in scatole di cartone.
La soluzione di automazione deve controllare una serie di funzioni, tra cui il bilanciamento automatico di gusti diversi, la produzione simultanea di diversi pacchetti multi-gusto, la produzione simultanea di diversi tipi di confezione e un facile cambio tra formati diversi per dimensione confezione/cartone e tipo, con il minimo intervento. Tutto ciò deve essere fatto a una velocità che non provochi colli di bottiglia per i processi a monte e a valle.
I formati di confezionamento possono includere un gusto/due strati, due gusti/due strati, quattro gusti/singolo strato, quattro gusti/due strati e prodotti interfogliati verticalmente o orizzontalmente con gusti diversi.
Questo tipo di varietà e velocità di confezione/prodotti richiede un’integrazione molto stretta di tutti gli aspetti dell’infrastruttura di automazione e di movimento nonché un’efficace interoperabilità con il sistema di sicurezza, e altre discipline di automazione tra la linea e la soluzione gestionale, a livello di impianto. La Soluzione
Secondo Anders G. Torbensen, Vice President Sales & Marketing di Gram Equipment: “Questa macchina è stata progettata per integrarsi, nel modo più efficace possibile, con altre macchine Gram Equipment presenti nelle linee di produzione, così abbiamo preso la decisione di sviluppare una soluzione di automazione e motion su prodotti Allen-Bradley.
Abbiamo visto i molteplici vantaggi che derivano dall’avere lo stesso sistema di controllo di quello del resto della linea, soprattutto in termini di integrazione a livello di funzionamento, ricambi e manutenzione. “
Al centro della soluzione di controllo, la GCS ) ha un controllore di automazione programmabile (PAC) ControlLogix Allen-Bradley. A seconda del numero di robot di cui è dotato il sistema GCS (due o quattro), varia il numero di assi controllati. Il sistema più grande GCS ha 31 assi servocontrollati da unità Kinetix® 5700 Allen-Bradley e sei assi controllati da convertitori di frequenza PowerFlex® 525 Allen- Bradley.
Per ogni delta robot vengono utilizzati tre servomotori (movimento XYZ) con un’unità aggiuntiva per ruotare lo strumento.
Due servomotori vengono utilizzati per trasporto cartone, due per l’uscita cartone e due per fermare la scatola.
Quattro servoazionamenti supportano il movimento del prodotto sul nastro trasportatore, altri quattro sono utilizzati per l’alimentazione del prodotto e quattro per la caduta del prodotto (pullnose). I sei convertitori a frequenza variabile Power- Flex sono utilizzati per l’alimentazione dei cartoni e la ricezione del prodotto.
Completa l’infrastruttura di controllo una soluzione di sicurezza su EtherNet/IPTM che sfrutta Guard ControlLogix e Safety POINT I/OTM Allen-Bradley, che possono essere posizionati a livello locale dove necessario per raggiungere la massima flessibilità e modularità nelle linee di produzione.
Sia le unità PowerFlex che Kinetix comunicano tramite EtherNet/IP e sfruttano funzionalità CIP SafetyTM.
I dati di sicurezza vengono trasmessi utilizzando gli stessi cavi e indirizzi IP di quelli dei dati di movimentazione e controllo, una infrastruttura che contribuisce a ridurre il cablaggio generale del sistema.
“Questa macchina è stata progettata per integrarsi nel modo più efficace possibile, con altre macchine Gram Equipment presenti nelle linee di produzione, da qui la decisione di sviluppare una soluzione di automazione e movimento sulla base di prodotti Allen-Bradley”
Risultati
Sulla base della profonda conoscenza del settore e della capacità di progettazione della macchina, associata alla soluzione di automazione, movimento e sicurezza avanzata di Rockwell Automation, Gram Equipment ha sviluppato una macchina ad alte prestazioni in grado di elaborare fino a 660 prodotti al minuto con un massimo di quattro diversi gusti in ogni strato.
In grado di gestire formati stecco, barra e biscotto, la linea di design è sufficientemente flessibile da adattarsi a impianti di produzione esistenti e il suo ingombro ridotto sfrutta in modo efficiente lo spazio limitato e prezioso di un immobile.
Gram Equipment è un Rockwell Automation OEM Partner.
“Il maggior vantaggio di cui godiamo, in quanto partner, è quello di poterci interfacciare con gli specialisti presenti all’interno dell’organizzazione Rockwell Automation” spiega Torbensen “Un altro aspetto importante è l’accesso alla speciale formazione, e in passato ne abbiamo fatto certamente uso
La nostra esperienza di lavoro con Rockwell Automation è di grande intesa e il loro sostegno nell’export è essenziale; di certo il loro supporto globale ci ha veramente permesso di creare un vantaggio competitivo. Anche durante la programmazione e sviluppo del prodotto abbiamo anche beneficiato della positiva collaborazione con gli specialisti Rockwell Automation. “
Sfida
Gram Equipment, nello sviluppo delle proprie soluzioni di macchine e linee, deve tenere il passo con le esigenze dell’industria e dei consumatori.
Soluzioni
È stata installata una soluzione Rockwell Automation, che comprende:
• Controllore Programmabile (PAC) ControlLogix Allen-Bradley
• Servo azionamenti Allen-Bradley Kinetix 5700
• Convertitori di frequenza Power- Flex 525 Allen-Bradley
• Soluzione di sicurezza Guard ControlLogix Allen-Bradley
• Safety POINT I/O Allen-Bradley
• Automazione, azionamento e sicurezza su un’unica rete
• Supporto OEM Partner, incluso formazione, supporto nell’export e supporto tecnico globale
Risultati
• La GCS è in grado di elaborare fino a 660 prodotti al minuto con un massimo di quattro diversi gusti in ogni strato
• Funzionalità multi-prodotto/multicartone
• Dimensioni ridotte
• Design flessibile per adattarsi ad impianti di produzione esistenti
• Infrastrutture a singolo protocollo con riduzione del cablaggio.
