Il progresso giunge dall’automazione: automatica 2018

Il progresso giunge dall’automazione: automatica 2018

automatica18-Besucher-300x90-IT-statautomatica 2018 presenta soluzioni per i produttori di alimenti e bevande, plastica e imballaggi

A settembre 2017 la VDMA ha rivisto al rialzo le previsioni di crescita per la robotica e l’automazione tedesca nell’anno in corso, dal sette all’undici percento. Il settore è in forte espansione anche nel resto del mondo. Con queste prospettive favorevoli e molte innovazioni in serbo, le aziende leader mondiali si danno appuntamento dal 19 al 22 giugno 2018 ad automatica a Monaco di Baviera. Gli operatori dei settori alimentari e bevande, plastica e imballaggio/confezionamento troveranno in fiera soluzioni di automazione innovative, con la possibilità di dialogare con esperti su temi concreti.

“Sia gli ordinativi sia l’andamento del fatturato nell’anno in corso hanno ampiamente superato le nostre aspettative,” ha detto il Dott. Norbert Stein, Presidente del Consiglio Direttivo di VDMA Robotik + Automation, commentando la situazione del mercato tedesco. “Nel 2017, per la prima volta, il mercato interno supererà la soglia dei 14 miliardi di euro di giro d’affari, stabilendo un nuovo record.”

Anche a livello globale le tecnologie di automazione svelano tutta la loro valenza economica: secondo la International Federation of Robotics (IFR) entro il 2020 verranno installati oltre 1,7 milioni di robot industriali nelle fabbriche di tutto il mondo, portando il parco complessivo a oltre tre milioni di unità.

cognex-germanyI tassi di crescita degli ultimi anni sono superiori alla media e possono essere ricondotti alla vera e propria esplosione della varietà in molti campi produttivi, alla richiesta sempre maggiore di “zero errori” nei processi e alla forte pressione sui costi. Queste esigenze possono essere soddisfatte solo con livelli di automazione superiori, sistemi sempre più performanti e processi più flessibili.

Fra i maggiori utilizzatori di sistemi di automazione e robotica spiccano da anni l’industria automobilistica e il suo indotto. In questo comparto l’impiego di processi automatizzati ha fatto i maggiori progressi, ma ormai molti altri settori adottano sempre più soluzioni altamente automatizzate per aumentare l’efficacia e la redditività. Le aziende che si occupano di plastica, alimenti e imballaggi, ad esempio, puntano sull’automazione innovativa per migliorare la loro posizione competitiva. Rispetto ai precursori dell’auto questi settori devono ancora recuperare molto terreno.

Riportiamo di seguito alcuni esempi di applicazioni nei settori alimentari e bevande, plastica e imballaggio, che sono rappresentativi dell’ampio spettro di applicazione dell’automazione e mostrano come soluzioni intelligenti possano soddisfare le esigenze dei moderni impianti produttivi.

Assemblaggio e incollaggio di componenti di plastica

“Plastica invece dell’acciaio in tutti i settori” è il motto di WKT Kunststofftechnik GmbH. L’assemblaggio e l’incollaggio di diversi componenti di plastica è all’origine di ogni prodotto. Una delle pre-lavorazioni per la produzione di una vite filettata per impieghi versatili con diversi passi e lunghezze del filetto è l’assemblaggio dei tre componenti: madre (quadrata o esagonale), filetto e rondella. Poiché un materiale duroplastico non può essere saldato, i componenti vengono assemblati con una speciale colla. Le fasi della lavorazione richiedono la massima precisione. WKT ha automatizzato questo processo con un piccolo robot di KUKA Roboter GmbH, azzerando il tasso di errori e aumentando la produttività.

Confezionamento di alimenti

Le aziende EEP-Maschinenbau e DI Christl hanno realizzato per Eat the Ball una linea di automazione che produce panini tondi che riproducono la forma di palloni da rugby e da calcio, di dischi da hockey e del pianeta Terra. I panini collocati in appositi vassoi passano sotto un sistema di ispezione ottica, che rileva eventuali difetti o prodotti mancanti e comunica i relativi dati a quattro robot delta (a cinematica parallela) modello YF003N di Kawasaki Robotics, i quali provvedono a prelevare i panini dai vassoi per trasferirli ai sistemi di confezionamento a valle lungo un nastro trasportatore. Il sistema di supporto e la tecnica di presa del robot consentono di gestire tutte le varianti di prodotto in tutte le forme (ovale, sferica, cilindrica) e superfici senza alcuna riconfigurazione. Per la “mano” del robot è stato scelto un sistema a depressione ad alte prestazioni con un ampio serbatoio sottovuoto e un filtro multistadio, in grado di gestire i cicli di movimentazione molto veloci di ciascun robot, inferiori a 0,5 secondi. Dopo ulteriori controlli di qualità e fasi di confezionamento automatizzate, i panini confezionati vengono trasferiti in un magazzino di congelamento. Grazie all’alto grado di automazione e flessibilità, l’impianto consente a Eat the Ball di confezionare i prodotti in modo economico, rispettando al tempo stesso i severi requisiti di qualità dell’industria alimentare.

Assicurazione di qualità dei materiali per confezionamento

L’azienda di confezionamento e imballaggio svizzera Model AG automatizza i processi di controllo della qualità con i sistemi di visione di ISRA VISION. L’azienda non solo stampa confezioni realizzate internamente, ma produce anche materiali per imballaggio come cartone ondulato, pertanto il controllo di qualità lungo tutta la catena di processo è un’esigenza fondamentale. Con PaperMASTER di ISRA VISION, Model AG effettua l’ispezione ottica delle carte e dei cartoni di imballaggio. Il sistema riconosce e classifica varie tipologie di difetti, fra cui macchie di colore, irregolarità nella stampa, inclusioni e tracce di sporcizia della carta. La soluzione CartonSTAR effettua un controllo affidabile delle immagini stampate e dei cartoni stampati. Questo processo consente di individuare e scartare i cartoni difettosi, in modo che il cliente riceva solo confezioni perfette. Con i sistemi di visione di ISRA VISION, Model AG soddisfa le esigenze di produzione esente da errori ed evita tempi morti in produzione causati da rotture degli spigoli o strappi lungo i bordi delle scatole. Da quando sono stati installati i sistemi di ispezione ottica, il numero di fermi in produzione in Model AG è stato drasticamente ridotto.

Visione industriale per contenitori di alluminio perfetti

La svizzera Leuthold Mechanik AG (HLM) costruisce impianti per la produzione di contenitori di alluminio destinati a vari usi, fra cui il confezionamento di mangimi per animali e prodotti alimentari. L’elemento chiave del controllo di qualità è la tecnologia di visione industriale di STEMMER IMAGING. Gli impianti producono contenitori di alluminio di alta qualità che verranno riempiti con mangimi per animali, confetture, pasticci o caffè in polvere. Anche per prodotti completamente diversi come gelatine combustibili o confezioni per prodotti medicali come gli inalatori, l’azienda ha già sviluppato impianti simili. L’alluminio è un materiale piuttosto costoso, pertanto i contenitori devono essere il più sottili possibile per contenere i costi. Tuttavia, riducendo lo spessore cresce il rischio che, durante il processo di deformazione, si formino buchi causati da inclusioni nel materiale o tensioni eccessive, compromettendo la tenuta stagna del contenitore che diventa così inutilizzabile. Pertanto, ogni contenitore deve essere controllato ed eventualmente scartato per evitare il rischio di deperimento del contenuto. In virtù delle velocità di produzione elevatissime e dell’esigenza di controllare il 100% dei contenitori, il controllo di qualità può avvenire solo con sistemi di visione idonei, che riducono i costi per la materia prima e garantiscono la produzione di contenitori esenti da difetti.

automatica è il principale salone internazionale di automazione intelligente e robotica, con l’offerta più completa di robotica industriale e di servizio, impianti di assemblaggio, sistemi di visione industriali e componenti. In fiera le aziende di tutti i comparti industriali trovano soluzioni evolute per realizzare prodotti migliori in modo più efficiente. Affrontando i temi della trasformazione digitali in produzione, della collaborazione fra uomini e robot e della robotica di servizio, automatica offre un contributo importante al Lavoro 4.0, nel quale la figura umana riveste un ruolo più importante che mai. 

La prossima edizione è in programma dal 19 al 22 giugno 2018 a Monaco di Baviera.

www.automatica-munich.com

Leading edge thanks to automation

automatica 2018 shows solutions for food and beverage, plastics and packaging manufacturers

In September 2017, VDMA increased its growth forecast for the current year for German robotics and automation from seven to eleven percent. The industry is also booming internationally. With this positive outlook and numerous innovations ready to be shown, the world’s leading companies are going to meet at automatica in Munich from June 19 to 22, 2018. Visitors from industries such as food and beverage, plastics as well as packaging will find numerous innovative automation solutions and have the opportunity to exchange ideas with experts.

“Both the incoming orders as well as sales development for the current year have significantly exceeded our expectations,” Dr. Norbert Stein, Chairman of VDMA Robotics + Automation, commented on the development of the German market. “The domestic industry will record more than 14 billion euros in sales and for the first time in the year 2017 consequently reach a new record level.”

The great economic importance of automation technology can also be felt on the global level: According to the International Federation of Robotics (IFR), more than 1.7 million new industrial robots will be installed in the factories all over the world by the year 2020, which will increase global inventory to more than three million units. 

The above-average growth in the automation industry in the past few years is due to the rapidly growing number of variants in many production fields, a zero-error strategy required more and more frequently during processes as well as increasing cost pressure, among other things. These requirements can only be fulfilled with higher degrees of automation, increasingly powerful systems and more flexible processes. 

The automotive industry and its suppliers have been the most important users of automation and robotic systems for many years. The use of automated processes in this industry segment is the most advanced, but many other sectors are also working increasingly with highly automated solutions for more efficiency and cost effectiveness. As a result, companies from the fields of plastics, foodstuffs and packaging are increasingly employing innovative automation to improve their competitive position. Compared to the pioneering automobile industry, however, these three industry sectors have some catching up to do. 

The following examples from the fields of food and beverage, plastics as well as packaging show, on behalf of the entire application spectrum of automation, how intelligent system solutions implement the requirements of modern production plants. 

Assembling and bonding of plastic components

“Plastic instead of steel in every field of activity” is the motto of WKT Kunststofftechnik GmbH. Assembling and bonding various plastic components is at the start of each product. One necessary preparatory work step in producing a versatile plastic threaded screw for various thread sizes and lengths is the joining together of the three components nut (with square or hexagonal shape), threaded rod and washer. Because thermoset plastics cannot be welded, a special adhesive joins the components. The work steps for the manufacture of such components require optimum precision. WKT automates this task with a small robot from KUKA Roboter GmbH to reduce the error rate to zero percent and thus increase productivity.

Packaging foodstuffs

The companies EEP-Maschinenbau and DI Christl have created an automation line for Eat the Ball, on which ball-shaped bread rolls designed as American footballs, soccer balls, and hockey pucks are manufactured and packaged. They first pass through a visualization system in product carriers. Information about failed or missing products detected there is transmitted to four delta robots of type YF003N from Kawasaki Robotics, which then remove the rolls from the carrier systems and place them on a conveyor chain for the next packaging processes. The carrier system and the gripping technology of the robotic system can handle all variants with their different forms (oval, round, and cylindrical) and surfaces without retrofitting. For the gripping technology of the robotic system, a high-performance vacuum system was selected with a spacious vacuum tank and multiple filtering, which also enables fast transfer cycles of just under 0.5 seconds per robot system. After additional quality controls and automated packaging steps, the packaged rolls are placed in a deep-freeze storage system. The entire system makes economical packaging possible for the products of Eat the Ball Company while at the same time ensuring the strict quality requirements in the food area thanks to the high degree of automation and flexibility.

Quality assurance of packaging materials

The Swiss packaging group Model AG automates quality assurance of its further processing with industrial machine vision systems from ISRA VISION. Because the company not only prints packaging produced in-house, but also produces packaging materials such as corrugated cardboard itself, quality assurance throughout the entire process chain represents a special challenge. PaperMASTER from ISRA VISION makes it possible for Model AG to inspect paper and cardboard for packaging. Among other things, it detects and classifies defects such as color stains, pressure deviations as well as inclusions or impurities in the paper. The solution CartonSTAR enables reliable print image control and inspection of imprinted cardboard materials. In this way, faulty cartons are reliably detected and ejected, so that customers only receive packaging materials in perfect condition. With the machine vision systems from ISRA VISION, Model AG therefore complies with customer requirements for zero-defect production and also avoids downtime during production processes, which can be caused by broken off edges or tears at a paper edge. Since the installation of these inspection systems, the number of production shutdowns at Model AG has been reduced significantly.

Machine vision ensures error-free aluminum containers

The Swiss company Leuthold Mechanik AG (HLM) builds systems for manufacturing aluminum containers, which are used for packaging animal feed and foodstuffs, among other things. The core element of quality assurance is machine vision from STEMMER IMAGING. Such systems produce high quality aluminum containers, which are filled later with animal feed, jams, pastry or coffee powder. The company has also already developed similar systems for completely different substances, e.g., fuel pastes or packaging for medical products such as inhalers. Aluminum is relatively expensive as a base material, and therefore the containers should be as thin-walled as possible to keep costs low. On the other hand, the danger increases with decreasing material thickness that holes can be produced during the forming process due to inclusions in the raw material or high voltages, which would make a container leaky and therefore unusable. Consequently, any defect containers must be identified and sorted out, because otherwise there is a risk that the contents spoil. Due to the high production speeds and the required 100% monitoring, this quality inspection is only possible with the help of suitable machine vision systems. They reduce the cost of the required base material and ensure error-free containers.

automatica is an international trade fair for robotics and automation and the central meeting point for manufacturers and users of integrated assembly solutions, robotics, industrial machine vision and professional service robotics. With the Trend-setting topics digital transformation in manufacturing, human-robot collaboration and service robotics, automatica makes an important contribution to designing Work 4.0 at places where people bear more responsibility than ever before.

The next fair will be in Munich on June 19 to 22, 2018. 

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