Automazione negli impianti industriali Bruna Di Silvio

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1 Automazione negli impianti industriali Bruna Di Silvio

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3 Caratteristiche del mercato odierno Personalizzazione dei prodotti Variabilità dei prodotti Ridotto ciclo di vita dei prodotti Ridotto time to market

4 Caratteristiche dei moderni sistemi produttivi Innovazione di prodotto processo Flessibilità ed elasticità del processo produttivo Integrazione di tutte le attività del sistema

5 FLESSIBILITA Facoltà dell impianto di essere utilizzato per ottener prodotti differenti tra loro senza dover sostener costi di trasformazione, incompatibili con la situazione economica e concorrenziale dell impresa La flessibilità è una caratteristica richiesta al sistema tecnico-produttivo nel suo complesso, inteso come sistema costituito di macchinari e impianti, tecnologie, personale, strutture organizzative, sistemi informativi

6 VERSATILITA La versatilità è una caratteristica che si riferisce di solito esclusivamente a macchinari e impianti ed è una condizione necessaria ma non sufficiente per ottenere flessibilità Riconfigurabilità: è relativa sia all ampiezza del set di operazioni producibili a regime sia alla difficoltà di passaggio fra le varie operazioni del set, espressa dai tempi e costi di setup Convertibilità: relativa alla difficoltà di messa a punto dell impianto in fase di industrializzazione di nuovi prodotti quando possono essere richieste fra l altro modifiche impiantistiche o di layout

7 AUTOMAZIONE Trae origine dalla meccanizzazione dei processi produttivi: sostituzione di attività manuali mediante dispositivi azionati grazie ad opportuni impieghi di energia (ad.ex. torni automatici). Contributo all automazione dato dallo sviluppo della microelettronica applicata all elaborazione dei dati. Elaboratori con livelli di memoria, affidabilità elevatissimi con una gamma dimensionale vastissima permettono il controllo dei parametri critici per la sicurezza e la conduzione ottimale dei processi produttivi. Gli elaboratori permettono quindi il controllo del processo industriale e di raccogliere dati, elaborarli e dedurre le azioni necessarie e comandare l avvio di tali azioni

8 AUTOMAZIONE AUTOMAZIONE NELLA PRODUZIONE AUTOMAZIONE NELLA PROGETTAZIONE AUTOMAZIONE NELLA LOGISTICA

9 AUTOMAZIONE PRODUZIONE PROCESSO PRODUTTIVO Flusso di materiali in lavorazione Flusso di informazioni dal processo al sistema di controllo FABBRICA AUTOMATICA Automazione del flusso di materiali e delle attività di produzione Automazione del controllo di processo

10 AUTOMAZIONE PRODUZIONE FORME DI AUTOMAZIONE AUTOMAZIONE DI CONTROLLO AUTOMAZIONE RIGIDA AUTOMAZIONE FLESSIBILE

11 AUTOMAZIONE PRODUZIONE Automazione di controllo Impiega automatismi di flusso prevalentemente con funzioni di controllo di processi continui a ciclo tecnicamente obbligato per un solo prodotto Applicata a processi che richiedono una trasformazione chimico fisica in seguito all azione congiunta di fattori quali temperatura, pressione, deformazione; Processi nei settori petroliferi, petrolchimici, metallurgici, cartari, alimentari; L automazione è applicata al processo per mezzo di meccanismi di retroazione: rilevazione delle condizioni effettive, confronto con le prescrizioni, rilevazione degli scostamenti, interventi di correzione per mantenere il ciclo nelle condizioni previste;

12 AUTOMAZIONE DI CONTROLLO RAPPORTI PRODOTTO PROCESSO Processi continui Prodotti ripetitivi Alti volumi VANTAGGI COMPETITIVI Qualità Affidabilità alta Elasticità bassa Versatilità bassa

13 AUTOMAZIONE PRODUZIONE Automazione rigida Impiega automatismi di flusso: la linea di produzione è costituita da macchine operatrici e mezzi di manipolazione che eseguono automaticamente singole operazioni e/o movimentazioni ripetute a tempo indeterminato. Sono disposti in sequenza secondo un ciclo di lavorazione prefissato e immutabile. Ha per obiettivo la realizzazione dell unico ciclo di produzione per il quale il sistema è stato costruito Sono sistemi in grado di far ripetere costantemente e a tempo indeterminato singoli movimenti, operazioni con la massima precisione La parcellizzazione delle operazioni di trasformazione delle produzioni di massa consente la ripetitività A differenza dell automazione di controllo, l automazione rigida non è dotata di autoregolazione Essa non consente alcuna variante di prodotto processo salvo che non si provveda alla mutazione dell intero ciclo processo

14 AUTOMAZIONE RIGIDA RAPPORTI PRODOTTO PROCESSO Processi continui Prodotti ripetitivi Altissimi volumi standardizzati VANTAGGI COMPETITIVI Qualità altissima Affidabilità altissima Costi unitari i più bassi Elasticità, versatilità, adattabilità e convertibiltà le più basse

15 AUTOMAZIONE PRODUZIONE Automazione flessibile Impiega automatismi di operazione. Le macchine ammettono range di variazione crescenti anche se finiti di varianti nelle operazioni e nei cicli rispetto a quelli specifici delle funzioni di base. Scarsi o nulli i costi di riconversione. Sistemi che permettono in breve tempo e a basso costo di cambiare l operazione da fare su uno stesso pezzo o di fare l operazione su prodotti differenti

16 AUTOMAZIONE FLESSIBILE RAPPORTI PRODOTTO PROCESSO Processi intermittenti a grandi lotti ed a piccoli lotti Job shop Processi continui flessibili Bassi volumi di pochi prodotti-base con molte varianti personalizzate VANTAGGI COMPETITIVI Qualità alta Affidabilità alta Costi unitari bassi Elasticità, versatilità, adattabilità e convertibilità

17 SUPPORTI DI AUTOMAZIONE AUTOMAZIONE DI CONTROLLO Computer, sensori, misuratori AUTOMAZIONE RIGIDA Macchine CNC Robot multifunzione Linee transfer rigide Meccanizzazione Automazione di flussi AUTOMAZIONE FLESSIBILE CNC Robot multifunzione Robot monofunzione Automazione delle operazioni

18 MACCHINA NC Macchine operatrice dotata di un sistema di controllo che opera secondo un programma prestabilito leggendolo su schede o nastri perforati in linguaggio simbolico. Il sistema di controllo sostituisce l operatore che in base alla scheda di controllo svolgeva le manovre sulla macchina. La macchina è così in grado di eseguire le istruzioni lette sulla scheda senza l intervento di un lavoro diretto.

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23 MACCHINA CNC Caratteristiche: Grande precisione Specializzazione Grande velocità Bassi costi unitari Programma immutabile Ripetitività Per mutare la sequenza di operazioni è necessario cambiare il supporto perforato. Normalmente non possiede meccanismo di autoregolazione.

24 MACCHINA CNC Macchina NC dotata di un computer autonomo (computer numerical control) che agisce sul proprio sistema automatico di controllo. La memoria del computer contiene i programmi specifici atti a far svolgere una parte o tutte le funzioni base della macchina NC. La memorizzazione dei programmi può essere effettuata da supporto magnetico, da scheda perforata o manualmente. L input per far funzionare la macchina è fornito da programmi specifici : la macchina applica a ciascun semilavorato il programma richiesto scegliendo tra il range di variazione di programmi che possiede nella propria memoria.

25 MACCHINA CNC Controlli numerici, CNC (Computerized Numerical Control), sono essenzialmente dispositivi elettronici costituiti da una o più unità centrali (CPU) che per il tramite di specifici software di elaborazione dati sono in grado di automatizzare il funzionamento di macchine operatrici ed impianti produttivi. Nati all'inizio degli anni '50 per l'automazione di semplici lavorazioni meccaniche, i controlli numerici hanno progressivamente seguito lo sviluppo tecnologico dell'elettronica e dell'informatica, arrivando oggi ad automatizzare i macchinari più diversi, ivi compresi i più moderni e complessi sistemi flessibili di produzione.

26 MACCHINA CNC Si intende un computer per il governo di macchine operatrici La struttura è del tutto simile a quella di un computer (CPU, memorie, moduli di interfaccia, periferiche..) Anche per l uso utente è molto simile ad un computer dotato di schermo, tastiera, unità di lettura dei programmi predisposti off-line Unità di lettura dipende dal supporto sul quale sono registrati i programmi: scheda perforata, disco magnetico

27 MACCHINA CNC CARATTERISTICHE: Il tipo di CPU: numero di bit, monoprocessore, multi processore, che condizionano la precisione delle interpolazioni e la possibilità di svolgere più funzioni il numero di assi controllabili La capienza della memoria programmi: influenza l autonomia del CNC nei confronti dell archivio programmi Il numero di utensili gestibili, che condiziona l ampiezza del magazzino utensili installabili L interfacciabilità con unità periferiche, il modo di programmazione

28 MACCHINA CNC Caratteristiche: Stesse delle NC Capacità di personalizzazione del ciclo semilavorato per semilavorato Versatilità, adattabilità, convertibilità Meccanismo di autoregolazione che consente di gestire passo per passo la lavorazione in corso

29 Esempi Torni CNC a testa fissa

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34 Robot Robot utilizzati adesso sono in realtà dei compute muniti di servomeccanismi; esistono moltissime tipologie di Robot differenti sviluppate per assolvere i compiti più disparati. Ormai è larghissimo l'impiego dei robot nell industria metalmeccanica e non solo Si possono catalogare i robot in due macro categorie: "autonomi" "non autonomi". I robot "non autonomi" sono i classici robot utilizzati per adempiere a specifici compiti che riescono ad assolvere in maniera più efficace dell'uomo; alcuni casi sono i robot utilizzati nelle fabbriche con l'enorme vantaggio di poter ottenere una produzione più precisa, veloce ed a costi ridotti; I robot autonomi sono invece caraterizzati dal fatto che operano in totale autonomia ed indipendenza dall'intervento umano e sono in grado di prendere decisioni anche a fronte di eventi inaspettati.

35 ROBOT MONOFUNZIONE Macchine in grado di manipolare semilavorati senza intervento di lavoro diretto Robot traslatori (trasferire pezzi) Robot ribaltatori (modificare la posizione dei pezzi) Robot posizionatori (posizionare pezzi) Caratteristiche: Eseguono manipolazione ripetitive in base a programmi ripetitivi e immutabili. Per cambiare la sequenza di movimento è necessario cambiare il programma.

36 ROBOT MULTIFUNZIONE Macchine complesse che abbinano movimentazione e lavorazioni. Dotate di automatismi in grado di spostare i pezzi e di eseguire tramite più teste di lavorazione, numerose operazioni programmate. La parti principali che costituiscono un robot sono: Il corpo: è il basamento della macchina e contiene solitamente le movimentazioni principali; Il braccio: si compone normalmente di più elementi rigidi collegati fra loro mediante cerniere manicotti controllati dall elettronica di governo La mano (gripper o end effector): può essere una pinza o un attrezzo (pinza di saldatura, pistole per verniciatura, avvitatori)

37 Robot pallettizzatore di fardelli di lattine

38 Robot per transfer

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41 Pressofusione

42 Pressofusione

43 Isole saldatura

44 Fonderia pentole Particolari auto

45 Manipolazione lamiera profilati Pannelli per refrigerazione

46 LINEE TRANSFER RIGIDE Sequenza di macchine NC collegate da sistemi automatici rigidi di movimentazione che svolgono un ciclo di lavorazione complesso, rigidamente predefinito ed immutabile. Caratteristiche: eseguono manipolazioni ripetitive in base a programmi ripetitivi e immutabili. per cambiare la sequenza dei movimenti è necessario cambiare programma.

47 Linea automatica confezionamento profumi

48 Linea pallettizzazione e inscatolamento bobine

49 Linea transfer movimentazione delle sorprese e dei gusci di cioccolata

50 FMS Flexible manufacturing systems Sistemi operativi composti da più macchine CNC e/o robot a loro volta controllati da un computer centrale che fornisce ai computer macchina gli input per la scelta dei singoli programmi specifici di ciascuna NC. E possibile mutare i cicli di ciascuna macchina e quindi l intero ciclo di lavorazione del FMS.

51 FMS Flexible manufacturing systems Caratteristiche: Precisione, rapidità, bassi costi unitari Versatilità, adattabilità, convertibilità Si distinguono a seconda della complessità in: Celle flessibili di lavorazione (FMC) Moduli flessibili di lavorazione (FMM) Sistemi flessibili di produzione (FMS)

52 Macchine FMS per la costruzione di parti di aeroplani

53 FMS per la produzione di stampi

54 Aree di applicazione per volume e varietà Numero di prodotti diversi FLESSIBILITA PRODUTTIVA ALI MACCHINE UNIVERS TRADIZIONALI MACCHINE A CONTROLLO NUMERICO INDIPENDENTI CELLE DI LAVORAZIONE SISTEMI FLESSIBILI NON IN LINEA LINEE TRANSFER FLESSIBILI 2 LINEE TRANSFER RIGIDE CAPACITA PRODUTTIVA Numero di pezzi per singolo prodotto

55 AUTOMAZIONE PROGETTAZIONE Impiega automatismi di operazione (calcolo elaborazione di cicli, fasi, operazione) nella progettazione del prodotto Applicata a tutti i processi e tutti i prodotti Qualità e affidabilità nella progettazione altissime Costi di progettazione bassi Possibilità di aumentare il grado di standardizzazione dei componenti conservando la personalizzazione dei prodotti

56 AUTOMAZIONE PROGETTAZIONE COMPUTER AIDED DESIGN (CAD) Applicazione delle capacità di memorizzazione e di elaborazione del computer alla progettazione del prodotto a mezzo di software che consentono sia di risolvere i problemi anche complessi di calcolo sia di considerare un numero elevato di soluzioni alternative Non solo supporto informatico di tipo grafico ma permette anche dimensionamenti, calcoli strutturali, verifiche di resistenza tecnica COMPUTER AIDED ENGINEERING (CAE) Applicazione della filosofia CAD alla formulazione dei cicli di lavorazione, delle distinte basi ed alla industrializzazione del prodotto Definizione di dettaglio dei cicli produttivi, degli utensili e attrezzature Analisi simulate di dettaglio di lavorabilità e/o montabilità di ciascuna fase produttiva Indicazione dei tempi ciclo e assemblaggio

57 CIM Computer integrated Manufacturing Definizione: impiego articolato e cooperante della tecnologia informatica nei processi di progettazione produzione distribuzione per acquisire un durevole vantaggio competitivo Ambito: tutte le funzioni nella Impresa che possono essere assistite dall elaboratore essere automatizzate e quindi eseguite e controllate dall elaboratore con un alto livello di integrazione

58 CIM Funzioni coinvolte funzioni amministrative funzioni di progettazione Sistemi informativi di Produzione Computer aided design (CAD/CAE) Computer aided manufacturing (CAM/CAPP) Flexible manufacturing (FMS/FMC/...) funzioni di pianificazione & controllo produzione funzioni di produzione

59 CIM LIVELLI TECNOLOGIE ORGANIZZATIVE Software TECNOLOGIE INFORMATICHE Hardware TECNOLOGIE DI PRODUZIONE 1 AZIENDA Master Production Scheduling Principi contabili e valorizzazione dei costi Gestione finanziaria Controllo di gestione Standard di progettazione Business Information System (Bis) Decision support system (Dss) Simulazioni Mainframe Minicomputer Rete fisica/interfacce 2 STABILIMENTO Programmazione e controllo di gestione Gestione materiali macchine e risorse Controllo di gestione della produzione Cad Capp Cae Cam Sip (Siq, Mrp Jrt) Lan Minicomputer Rete fisica/interfacce Sistemi di trasporto materiali 3 AREA Gestione lotti Schedulazione produzione Contabilità magazzino Simulazione produzione Monitoring e controllo delle linee S.I. manutenzione Lan Minicomputer Microcomputer di fabbrica Rete fisica/interfacce Fms Linee robotizzate Movimentazione materiali Magazzini automatici 4 CELLA Avanzamento produzione Movimentazione materiali Scheduling e dispatching Sistemi operativi real Time Cnc/Dnc Lan di cella Minicomputer Microprocessori Plc Fmd Tratto di linea Agv 5 PROCESSO Microcodici Servo Sensori Terminali Switch Plc Robot Macchine utensili Macchine dedicate

60 AUTOMAZIONE LOGISTICA Sistemi tradizionali di trasporto Sistemi di trasporto a guida automatica Sistemi manuali di immagazzinamento e stoccaggio Magazzini intensivi automatizzati

61 SISTEMI DI TRASPORTO I sistemi di trasporto del materiale all interno dell impianto industriale si possono classificare in relazione al GRADO DI AUTOMAZIONE e LIVELLO DI FLESSIBILITA BASSA FLESSIBILITA ALTA FLESSIBILITA BASSA AUTOMAZIONE TRANSPALLET CARRELLI ELEVATORI ALTA AUTOMAZIONE TRASPORTATORI RIGIDI AUTOMATED GUIDED VEHICLE AGV

62 SISTEMI TRADIZIONALI DI TRASPORTO Carrelli elevatori Sistemi rigidi di trasporto Impianti di trasporto multifase

63 Carrelli elevatori Sono veicoli a ruote impiegati per la movimentazione di materiale di qualsiasi genere con l intervento degli operatori a terra o a bordo Transpallet: carrelli a ruote piccole per piccoli sollevamenti che sollevano il carico solamente per poterlo trasportare Carrelli accatastatori: muniti di idonee attrezzature per sollevare il carico ad altezze superiori compatibili con l esigenza di impilaggio Frontali A forche retrattili A presa laterale A presa bilaterale Con posto di guida sollevabile

64 Carrelli elevatori CARRELLO ACCATASTATORE TRANSPALLET

65 Sistemi rigidi di trasporto TRASPORTATORI A RULLI: consistono in una serie di rulli montati su apposite strutture portanti;sono impiegati per il trasferimento e accumulo di colli rigidi TRSPORTATORI A NASTRO: sono impiegati per il trasporto continuo in orizzontale o in pendenza dei materiali alla rinfusa o di carichi concentrati leggeri ELEVATORI: consentono il sollevamento di materiali sfusi su grandi pendenze

66 TRAPORTATORI A RULLI serie di rulli montati su apposite strutture montanti impiegati per il trasferimento e l accumulo di colli rigidi tali da evitare impuntamenti con i rulli sottostanti sui materiali movimentati con un trasportatore a rulli possono essere effettuate operazioni di vario genere quali montaggi, lavorazioni, imballaggi, pesature, ecc. i rulli possono essere anche utilizzati come elementi di sostegno e di scorrimento nei trasportatori a nastro.

67 TRASPORTATORI A NASTRO Sono impiegati per il trasporto continuo in orizzontale o in pendenza, di materiali alla rinfusa e di carichi leggeri un nastro trasportatore serie di rulli superiori e inferiori di supporto una puleggia motrice e una di rinvio una struttura metallica di sostegno Nastri trasportatori Tela e gomma Fibre naturali e sintetiche Acciaio Rete metallica

68 NASTRI TRASPORTATORI DI TELA E GOMMA Struttura di tela e gomma a forma di nastro chiuso ed anello con giunzione vulcanizzata e metallica utilizzata per il trasporto di materiali vari (UNI ) Nucleo tele: nucleo per sopportare lo sforzo di trazione conseguente al trasporto Copertura: per protegger il nucleo dall azione chimica e meccanica del materiale Il numero e le caratteristiche dinamometriche delle tele costituenti il nucleo, la qualità e e lo spessore delle coperture di gomma sono scelti in base alle sollecitazione del nastro e al materiale trasportato Sono adatti per il trasporto di materiale alla rinfusa

69 NASTRI TRASPORTATORI IN ACCIAIO E RETE METALLICA I nastri in acciaio sono adatti per temperature superiori a C e per il trasporto di materiali abrasivi Sono costituiti in acciaio inossidabile e carbonio e presentano un elevato carico di rottura e allungamenti trascurabili Si prestano alla movimentazione in essiccatoi e raffreddatori poiché consentono il passaggio di aria e realizzano un efficace trasmissione termo-convettiva

70 NASTRI PIANI E A CONCA Sono PIANI i nastri destinati a trasportare colli singoli o materiali alla rinfusa in piccole quantità Sono CONCAVI i nastri destinati a portare elevate quantità di materiali alla rinfusa (angolo di inclinazione 20 ) Parametri principali Lunghezza del nastro Larghezza del nastro Inclinazione del nastro Velocità (fino a 1 m/s per nastri piani e fino a 2-3 m/s per nastri a conca) Diametro pulegge, rulli, cuscinetti

71 Sistemi rigidi di trasporto TRASPORTATORE A RULLO ELEVATORE A TAZZE TRASPORTATORE A NASTRO

72 Automatic guided vehicles (AGV) Il sistema di trasporto automatico più flessibile ed innovativo è quello che usa carrelli a guida automatica AGV lungo una serie complessa di percorsi Il primo fu costruito da Barrett Electronics nel 1950 In campo industriale trovano impiego principalmente negli FMS Si compongono di: 1. Carrelli a guida automatica 2. Impianto che provvede a guidare i carrelli lungo tragitti 3. Impianto per la trasmissione di informazioni 4. Sistema di gestione per la programmazione e ottimizzazione missioni e controllo del traffico

73 Carrelli a guida automatica (AGV) I veicoli, o carrelli, che provvedono al trasporto dei materiali sono costituiti da: Telaio montato su ruote; Motori di trazione e sterzatura; Microprocessori; Tastatori di guida; Lettori di codici; Dispositivi antiurto e sicurezza; Elementi di supporto e bloccaggio dei carichi trasportati; Dispositivi di carico e scarico (se non sono a terra); Eventuali attrezzature per la movimentazione dei materiali trasportati.

74 Carrelli a guida automatica (AGV) I carrelli di più corrente impiego sono in grado di fornire le seguenti prestazioni: Massa del carico trasportato: fino a 2000kg/carrello; Velocità massima in entrambi i sensi di marcia: 1,2 m/s; Accelerazione/decelerazione media: 0,5-0,7 m/s 2 ; Tempo minimo di presa o di rilascio del carico: 20s; Tempo medio richiesto per organizzare le missioni ed effettuare le comunicazioni: 10s per ogni missione; Tempo minimo di attesa agli incroci: 5 s/incrocio; Raggio minimo di curvatura: 1500mm; Precisione di avvicinamento alle postazioni di carico/scarico: 5mm.

75 Sistema di guida AGV Fa seguire ai veicoli, in modo automatico, i percorsi richiesti dalle esigenze di movimentazione proprie dello stabilimento. I veicoli non seguono un percorso unico, ma devono compiere tragitti diversi ed effettuare delle deviazioni: il carrello individua il percorso da seguire attraverso i segnali ricevuti dalle guide e dal calcolatore dedicato. Guida fissa Guida induttiva magnetica Guida ottica Guida ottica a luce riflessa Guida ottica mediante telecamera Guida ottica mediante laser Guida libera

76 Trasmissione dei comandi e delle informazioni (AGV) Tastiera alfanumerica che trasmette messaggi codificati al microprocessore di bordo che attivano programmi memorizzati comprendenti il percorso da seguire, le destinazioni da raggiungere, le operazioni di carico e scarico da eseguire Via induttiva Via induttiva attraverso apposito cavo posto sotto il piano di calpestio e percorso da corrente alternata. Raggi infrarossi che mettono in contatto i sensori collegati al calcolatore dedicato ed i carrelli mediante impulsi ottici nella gamma dell infrarosso Onde radio: il carrello e la centrale di controllo comunicano continuamente attraverso onde radio nella gamma UHF.

77 Gestione dell impianto (AGV) La gestione dell impianto è affidata ad un calcolatore dedicato che: riceve le richieste di trasporto provenienti dalle aree produttive e dai magazzini interoperativi, attraverso segnali analogici o digitali di fotocellule, pulsanti, interfacce di posti di lavoro o di magazzini ecc.; memorizza ed assegna ai carrelli le missioni da compiere; segue direttamente lo svolgimento delle missioni da parte dei carrelli. CENTRALIZZATO DECENTRALIZZATO MISTO VANTAGGI -Situazione nota al calcolatore dedicato completamente -Elettronica sui carrelli limitata -Minor numero di scambi fra carrelli e impianto - Calcolatore dedicato meno sofisticato -Calcolatore meno potente -Nota la situazione dell impianto -Scambio dati molto intenso -Situazione impianto nota solo in punti predeterminati -Calcolatore di bordo più intelligente SVANTAGGI -Molti loop -Calcolatore sofisticato -Tanti microcalcolatori quanti sono i carrelli -Se cade il calcolatore dedicato l impianto si ferma

78 CENTRALIZZATO DECENTRALIZZATO

79 Sicurezza dei sistemi AGV Pulsanti di arresto ed emergenza in punti accessibili del carrello Segnalatori ottici a bordo carrello: entrano in funzione alla partenza dei veicoli e ne evidenziano la marcia fino alla fine della missione Paraurti dotati di sensori di contatto che provocano l arresto del carrello a contatto con un ostacolo Distanziatori di sicurezza Distanziatori di sicurezza basati su sensori fotoelettrici, ad ultrasuoni, ecc.: eventuali ostacoli che si presentino davanti al carrello, riflettono o modificano il flusso luminoso o sonoro proveniente dal veicolo, di conseguenza il carrello può rilevarli e decelerare ed arrestarsi evitando di venirne a contatto.

80 AGV Punti di forza Consentono di trasportare materiali lungo percorsi complessi, con punti di carico e scarico lungo il percorso modificabili secondo le esigenze; L organizzazione dei trasporti può essere programmata e non richiede personale; Si può ottimizzare il percorso dei veicoli (by-pass, sorpassi o missioni speciali); Sono possibili modifiche ed ampliamenti dei percorsi; La potenzialità di trasporto può essere adeguata in maniera sensibile; Sono facilmente integrabili con altri sistemi di movimentazione; Il livello di automazione può essere esteso dalla produzione ai trasporti interni. Punti di debolezza Punti di debolezza Elevati investimenti; Elevati costi di gestione; Velocità necessariamente limitata; Criticità legate all affidabilità (il guasto di un carrello può provocare problemi all intero sistema di movimentazione AGV); Fragilità del sistema.

81 SISTEMI DI TRASPORTO AEREI CON CARRELLI AUTOMOTORI (AEM) consistono in carrelli motorizzati che, scorrendo su vie di corsa sopraelevate, sono in grado di svolgere operazioni di trasporto completamente automatizzate da uno o più punti di partenza ad uno o più punti di arrivo I principali componenti di tali sistemi sono: 1. Carrelli che provvedono al trasporto di materiale; 2. Vie di corsa aeree che sostengono i carrelli e li guidano lungo il percorso; 3. Sistema di gestione e controllo delle missioni dei carrelli; 4. Dispositivi automatici di carico e scarico dei carrelli; 5. Sicurezze antinfortunistiche (simili per AGV).

82 Sono costituiti da un elemento motore collegato con più elementi non motorizzati mediante barre di accoppiamento atte a sostenere il carico da trasportare e comprendono un gruppo di codificazione e comando delle destinazioni (costituito solitamente da sistemi di trasmissione dei segnali di comando e controllo analoghi a quelli visti per gli AGV) ed un elemento di sospensione del carico. Carrelli (AEM)

83 Vie di corsa aeree (AEM) Sono generalmente costituite da rotaie in leghe leggere, il cui profilo è definito in modo da assicurare contemporaneamente funzioni di sostegno e di guida. Infatti la parte superiore della via di corsa sopporta il carico, mentre le facce laterali fungono da guida Lungo le rotaie corrono i conduttori di alimentazione elettrica e di trasmissione dei segnali di comando ai carrelli e di ricevimento delle informazioni riguardanti la loro posizione, lo stato di carico, ecc.

84 Sistema di gestione e controllo (AEM) Negli impianti tradizionali le missioni dei carrelli possono essere comandate dalle stazioni di partenza o da quelle di arrivo oppure da un calcolatore di processo Negli impianti più complessi si installano due o più calcolatori per la gestione delle missioni e dei percorsi dei carrelli, questi calcolatori sono eventualmente sottesi ad un supervisore interfacciato con un calcolatore dedicato In tutti i casi, l intero circuito dell AEM è suddiviso in tratti collegati direttamente con il calcolatore dedicato (e livello superiore). E così possibile: Gestire le missioni dei carrelli (tipo di materiale da trasportare, destinazione secondo il percorso ottimale, cambi di velocità, arresti, ecc.) Aggiornare ed eventualmente visualizzare la situazione dell impianto (materiali movimentati, avarie ai vari livelli, fermate od emergenza, ecc.)

85 Dispositivi automatici (AEM) I dispositivi automatici di carico e scarico dei carrelli devono consentire prelievi e depositi rapidi e sicuri dei materiali da movimentare oppure il loro trasferimento da o su altri trasportatori (rulliere, AGV, ecc.), macchine operatrici, magazzini. Il carico e lo scarico automatico dei carrelli automotori hanno via via sostituito le rispettive operazioni di tipo manuale, ormai adottate solo negli impianti leggeri e a bassa movimentazione.

86 Prestazioni AEM Massa del carico trasportato: da 500 a 2500kg/carrello; Velocità massima in entrambi i sensi di marcia: da 1 a 2 m/s (al diminuire del carico); Pendenza massima superabile: alcuni gradi (fino a 45 per applicazioni particolari a basse velocità 0,5m/s); I principali vantaggi conseguibili con un sistema di trasporto aereo a carrelli automotori sono: L installazione aerea libera da intralci il pavimento; Limitati ingombri dei carrelli; Elevate potenzialità di trasporto adeguabili alle esigenze operative; Attuazione di percorsi complessi, su diversi piani e livelli, con possibilità di ampliamento; Possibilità di accumulo lungo il percorso di carrelli carichi o scarichi; Rapidità di montaggio; Funzionamento silenzioso

87 TRASLOELEVATORI I trasloelevatori rappresentano l unico mezzo di trasporto atto a consentire la realizzazione di magazzini intensivi, aventi cioè altezze superiori a 12 m

88 TRASLOELEVATORI Montante/i costituenti la struttura portante, unitamente alle travi di base (con le ruote di scorrimento) e superiore Telaio mobile scorrevole lungo una colonna verticale (asse y), che a sua volta può traslare lungo il corridoio posto tra le scaffalature (asse x) Contrappesi per la riduzione degli sforzi di sollevamento Dispositivo per il prelievo ed il deposito dei carichi (spesso una piastra porta forche di tipo telescopico) La cabina per il manovratore o per le operazioni di emergenza Il sistema di automazione e di coordinamento dei cicli operativi La linea elettrica di alimentazione.

89 Prestazioni Trasloelevatori Vantaggi: Possibilità di sviluppare il magazzino ad altezze maggiori di quelle raggiungibili impiegando altri mezzi di movimentazione, con conseguente risparmio di aree Rapidità di movimentazione dei materiali immagazzinati Facilità di attuazione dei criteri FIFO e LIFO e di automatizzazione della gestione del magazzino.

90 AUTOMAZIONE VANTAGGI Eliminazione mansioni che richiedono sforzo fisico Efficienza nel controllo di qualità Miglioramento procedure di programmazione e controllo della produzione Rapidità nell introduzione di nuovi prodotti Incremento della flessibilità produttiva ai volumi ed al mix Riduzione dei tempi di consegna (time-to-market) Miglioramento della qualità Riduzione dei costi Miglioramento del servizio al cliente Sopravvivenza dell impresa in un ambiente altamente competitivo BARRIERE ALL AUTOMAZIONE Barriere finanziarie: costi acquisizione strumenti e costi formazione risorse specializzate Barriere conoscitive Barriere di tipo innovativo organizzativo Rischio obsolescenza Elevata scala di produzione per saturare la capacità produttiva delle macchine

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