SOLUZIONI PER L INDUSTRIA DELL IMBALLAGGIO Controller del movimento, servosistemi, inverter e robot per imballaggio DE EN TR

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1 SOLUZIONI PER L INDUSTRIA DELL IMBALLAGGIO Controller del movimento, servosistemi, inverter e robot per imballaggio IT DE EN TR

2 Soluzioni per l industria dell imballaggio Indice Pagina 2 L azienda YASKAWA Esperienza e innovazione La sfida dell imballaggio Pagina 3 Processi e soluzioni Pagina 4 5 YASKAWA - Fornitore di soluzioni integrate per l imballaggio Architettura aperta e flessibile Pagina 6 7 Controller per macchine confezionatrici Pagina 8 9 Software per controller di macchine Pagina Servosistema Sigma-5 per l imballaggio Pagina Inverter per l imballaggio Robot MOTOMAN Esperienza e innovazione Da circa 100 anni YASKAWA fornisce soluzioni meccatroniche ed è uno dei leader mondiali nel settore dei prodotti e sistemi di controllo e automazione. YASKAWA sviluppa e produce inverter e servoazionamenti, controlli di movimento e robot industriali per una vasta gamma di applicazioni, distinguendosi per la straordinaria qualità e durata dei propri prodotti. La sfida dell imballaggio La tecnologia di imballaggio si basa su componenti di automazione potenti e affidabili. Tempi di interruzione non programmati non sono tollerabili, soprattutto alla fine della catena di produzione. Questo vale per sia per le confezionatrici verticali e blisteratrici, sia per le cartonatrici o qualsiasi altra macchina confezionatrice. La perfetta interazione dei singoli componenti, dal controllo alla robotica, è fondamentale per l esatta esecuzione dei processi automatizzati. Il costruttore della macchina avrà vantaggi in termini di semplicità, efficacia e costi collaborando con un unico produttore e avvalendosi del suo know-how. Pagina Esempi di applicazione 2 SOLUZIONI YASKAWA PER L'IMBALLAGGIO

3 Processi Requisiti Soluzioni YASKAWA Confezionatrici Imballaggio pri- Sincronizzazione multiasse Alte prestazioni per movimento e logica Servosistemi scalabili e controller di macchine fino a 62 assi effettivi + assi virtuali + assi encoder mario confezioni blister e vaschette, Hardware scalabile 1/12 th cialde caffè, gomma da masticare Applicazioni farmaceutiche riempimento e lavaggio Sistemi di automazione affidabili e rapidi Un unico software per controllo del movimento e logica Ambiente di programmazione su base IEC per movimento e logica fiale, confezioni blister... Imballaggio Programmazione semplice Fieldbus su base Ethernet in tempo reale primario Imbustatrici Flessibilità e commutazione più rapida delle macchine Imballaggio secondario Moduli macchina riutilizzabili Il servosistema per l imballaggio supporta motori rotativi e lineari Incartonatrici, imballaggio sleeve Robot di pallettizzazione e soluzioni robotiche per imballaggio misto Rapida realizzazione di funzioni macchina Hardware con standard di sicurezza Integrazione di funzioni di sicurezza come STO, SLS, SS1, SS2 (smistamento) Moduli a motore lineare 3

4 YASKAWA - Fornitore di soluzioni integrate per l imballaggio Perché siamo leader YASKAWA è specializzata nello sviluppo e nell applicazione di tecnologie avanzate di automazione per ottimizzare i processi di imballaggio. Tra i vantaggi vi sono l eliminazione dei tempi di interruzione, la manutenzione ridotta, l aumento della produttività, rapido ripristino dopo lo stop di emergenza e prodotti di maggior qualità. L esperienza YASKAWA nelle soluzioni per macchine confezionatrici va dai semplici controlli della velocità variabile al movimento a 62 assi sincronizzati. YASKAWA fornisce anche pacchetti di soluzioni di controllo completi. 1/12 th I prodotti di controllo del movimento sono sviluppati per gestire tutte le funzioni nel controllo di processo delle macchine inclusi controllo del movimento, funzionalità PLC, I/O, logica sequenziale e algoritmi di processo. L integrazione dei controller riduce i costi di sistema, aumenta le prestazioni, riduce lo spazio necessario per i pannelli di comando e uniforma la programmazione. Il monitoraggio e la diagnostica di processo sono caratteristiche intrinseche di questa piattaforma. Questi vantaggi aumentano il flusso dei prodotti e riducono i tempi di interruzione macchina. Sono stati raggiunti incrementi della produttività superiori al 200%. Le routine più calibrate di avvio e di ripristino dopo lo stop di emergenza riducono l usura meccanica e i tempi di inattività. Controller di macchine fino a 62 assi standard IEC Servosistemi ampia gamma di motori prestazioni straordinarie Motori per inverter da 0,1 a 630 kw ad anello aperto e chiuso Robot da 2 a 12 assi gamma da a mm 4 SOLUZIONI YASKAWA PER L'IMBALLAGGIO

5 Architettura YASKAWA Aperta e flessibile... Aperta e con molteplici opzioni L hardware dei controller serie MP integra il potente motore di movimento YASKAWA con gli standard di programmazione IEC e PLCopen. I controller sono dotati di un server web integrato per una manutenzione agevole e di connettività Ethernet compatibile con i protocolli di rete più comuni. I/O remoti possono essere ottenuti tramite EtherNet/IP, Modbus/TCP e/o moduli di I/O della rete MECHATROLINK di YASKAWA o di terzi. L architettura aperta e flessibile consente una facile integrazione di HMI di terzi. Sono disponibili funzioni di sicurezza standard come STO, SS1, SS2 e SLS. Modbus TCP, OPC Controller di macchine MP3200iec 1/12 th HMI di terzi validate I/O di terzi validati 5

6 Controller YASKAWA per macchine confezionatrici La serie di controller YASKAWA MP offre un infinità di opzioni nel controllo macchine. Gestita da funzioni standardizzate a livello internazionale, la serie MP su base IEC è composta da controller di macchine dotati di un potente motore di movimento. I controller includono un server web integrato e sono compatibili con protocolli di rete internazionali. MP3200iec Alte prestazioni Il nuovo controller per macchine MP3200iec ad alte prestazioni fornisce soluzioni per macchine di elevata complessità. Con otto slot di espansione per moduli di I/O locali riunisce numerose tecnologie comprovate in un unica piattaforma. Caratteristiche 62 assi di controllo sincronizzato Linguaggio IEC con blocchi di funzione PLCopen Funzioni avanzate di camming e gearing Rete aperta su base EtherNet: 100 Mbps Una moltitudine di opzioni È possibile scegliere tra dieci schede opzionali disponibili per lo slot di espansione per soddisfare i requisti di un grande numero di macchine Protocolli di comunicazione EtherNet/IP e Modbus TCP a standard aperto per la connessioni ai più comuni HMI e PLC disponibili sul mercato MP2300Siec e MP2310iec - Compattezza e flessibilità I modelli MP2300Siec sono dotato di uno slot di espansione per moduli di I/O locali, mentre i modelli MP2310iec sono dotati di tre slot di espansione. Caratteristiche Controller di macchine compatto e flessibile per macchine di complessità media Programmazione IEC con blocchi di funzione PLCOpen e toolbox YASKAWA contenente, ad esempio, calcoli cinematici o PackML per l implementazione degli standard di imballaggio Soluzione controller di macchine fino a 16 assi 6 SOLUZIONI YASKAWA PER L'IMBALLAGGIO

7 Montato fianco a fianco MP2600iec Le serie YASKAWA di servosistemi Sigma-5 è stata ottimizzata con l introduzione del controller di movimento ad asse singolo MP2600iec. La combinazione compatta di controller e azionamento fornisce una programmazione standardizzata per il nuovo servosistema YASKAWA di alta qualità. L MP2600iec ad asse singolo completa la famiglia di controller MP2000iec e consente di potenziare le applicazioni dal controllo ad asse singolo a quello multiasse all interno di un ambiente di programmazione standard IEC , MotionWorks IEC. Ethernet/IP e Modbus/TCP (master e slave) integrati forniscono la connettività alla maggior parte dei PLC e ai moduli di I/O remoti. I blocchi di funzione PLCopen all interno di MotionWorks IEC semplificano la programmazione, mentre un server web di diagnostica riduce i tempi di manutenzione in loco. Un server OPC opzionale consente il collegamento di una HMI o l acquisizione dati. Tutte queste caratteristiche completano lo standard ottimizzato di algoritmi di auto-tuning e di soppressione delle vibrazioni nel servoamplificatore Sigma-5, fornendo motori conformi allo standard IEC per un ampia gamma di applicazioni da 50 W a 15 kw. Scalabilità MP3200iec Controller di macchine ad alte prestazioni per macchine di complessità elevata MP2310iec e MP2300Siec Controller di macchine compatto e flessibile per macchine di complessità media MP2600iec Controller montato fianco a fianco 7

8 Software per controller di macchine Attualmente esistono numerosi linguaggi di programmazione. Tuttavia, solo pochi linguaggi forniscono l ambiente per la codifica semplice di tutte le funzionalità di un macchinario automatizzato moderno. Qui entra in gioco l ambiente di programmazione IEC di YASKAWA. MotionWorks IEC consente al programmatore di avvalersi del migliore tra numerosi linguaggi di programmazione all interno di un pacchetto di sviluppo. Ambiente di programmazione MotionWorks IEC PROFESSIONAL Il linguaggio a contatti è perfetto per rappresentare i dati digitali dei sensori. Il testo strutturato è una valida soluzione per algoritmi e compiti matematici, mentre i diagrammi di blocchi di funzione sono particolarmente adatti per il controllo del movimento. Questi linguaggi comunicano tra loro in modo perfetto e prevedibile. Le variabili e gli output derivanti da una struttura di programma possono essere referenziati da altri programmi, fornendo un ambiente avanzato di sviluppo dell automazione. Caratteristiche logica a contatti Diagramma a blocchi di funzione Lista di istruzioni Testo strutturato Diagramma funzionale sequenziale (SFC) Task Task di movimento 16 task per programma plc Task più rapido = task di movimento Lingue di programmazione standard Il software MotionWorks IEC è conforme agli standard IEC , assicurando che i programmi possano essere sviluppati ed eseguiti con un comportamento prevedibile. Blocchi di funzione PLCopen YASKAWA ha sviluppato l interfaccia di controllo del movimento in conformità a PLCopen, salvaguardando gli algoritmi di movimento sviluppati nel corso di decenni di esperienza nel controllo del movimento. Toolbox YASKAWA Questa toolbox fornisce modelli per gli utenti cosicché possano creare autonomamente blocchi di funzione. I modelli forniscono informazioni e formati consigliati per una creazione efficace dei blocchi di funzione. Altre funzioni speciali sviluppate dagli ingegneri YASKAWA vengono aggiunte regolarmente alla toolbox. 8 SOLUZIONI YASKAWA PER L'IMBALLAGGIO

9 Blocchi funzione di camming Una camma elettronica controlla le reciproche posizioni di una coppia di assi sulla base di una tabella di riferimento master/slave. MotionWorks IEC include 10 blocchi funzionali dedicati al camming. Questi vengono personalizzati da YASKAWA sulla base delle specifiche PLCopen e della tecnologia di controllo camma precedente grazie all ausilio di un esperienza decennale nel movimento sincronizzato. I blocchi funzionali sono suddivisi in quattro settori funzionali: CAM DISK Y CAM TABLE OF MOTION COORDINATES Gestione dati di camma Y_CamFileSelect Y_CamStructSelect Y_ReleaseCam Meccanismo camma Y_CamIn Y_CamOut MASTER ENCODER INPUT (STANDARD) Regolazioni in tempo reale FY_CamShift Y_CamScale Y_SlaveOffset Trasferimento dati camma Y_ReadCamTable Y_WriteCamTable Software modulare YASKAWA fornisce al cliente il supporto necessario a sviluppare nuovi blocchi di funzioni specifiche. Codice di programma riutilizzabile Rapida realizzazione di funzioni macchina Affidabilità tramite blocchi di funzione validati le librerie consentono l importazione e il riutilizzo di logiche sviluppate in precedenza 9

10 Servosistemi Sigma-5 per l imballaggio di ampia gamma Il servosistema Sigma-5 è l ideale per applicazioni di movimento che richiedono precisione e dinamica elevate, rapido posizionamento e sincronizzazione multiasse perfetta. Servomotori rotativi 5 serie diverse di motori rotativi a bassa e media inerzia classe da 200 V, da 50 W a 1,5 kw, da 0,5 Nm a 14,3 Nm classe da 400 V, da 200 W a 15 kw, da 5,8 Nm a 224 Nm motori principali diretti, classe da 200 V, da 6 Nm a 600 Nm targhetta elettronica encoder resistenza alle vibrazioni del motore 5 G encoder incrementale/assoluto Servomotori lineari 3 serie diverse di motori lineari classe da 200 V/400 V, nucleo di ferro, da 86 N a 5400 N di forza di picco classe da 200 V, privo di ferro, da 40 a 3000 N di forza di picco classe da 400 V, nucleo di ferro con eliminazione dell attrazione, da 600 N a 7500 N di forza di picco scala lineare incrementale/assoluta Servoamplificatori classe da 200 V, da 50 W a 1,5 kw classe da 400 V, da 500 W a 15 kw analogico/a impulsi, Mechatrolink-2 integrato, Mechatrolink-3 integrato STO di sicurezza interno Feedback: Encoder, EnDat, Hiperface, SinCos Opzioni modulo di sicurezza con STO, SS1, SS2 e SLS CANopen, EtherCAT, Profinet, POWERLINK, Indexer (punto a punto) MP2600iec (controller assi 1,5) Programmazione IEC con scalabilità e modularità straordinaria Prestazioni azionamento Sigma-5 Straordinaria risposta in frequenza 1,6 khz Caratteristiche 62,5 μs di tempo di risposta supporta motori rotativi e lineari soppressione delle vibrazioni aumento di produttività del 20 % senza modifica della meccanica temperatura ambiente da 0 a 55 C senza declassamento sicurezza integrata categoria 3 categoria di arresto 0 0 Velocità di riferimento 1/ 12 th 1/ 12 th Esempio di servoregolazione Errore posizione Posizionamento completato Tempo di assestamento da 0 a 4 ms! (Sigma-5) 10 SOLUZIONI YASKAWA PER L'IMBALLAGGIO

11 Sicurezza La funzionalità di servoazionamento YASKAWA Sigma-5 consente una facile integrazione degli standard di sicurezza obbligatori per legge. La funzione STO è implementata dalla fabbrica in tutti i servoamplificatori della serie Sigma-5. Le funzioni di sicurezza SS1, SS2 e SLS vengono integrate utilizzando il modulo di sicurezza SGDV-OSA01A. Safe Torque Off [spegnimento sicuro di coppia] (STO) Safe Stop 1 [arresto sicuro 1] (SS1) Safe Stop 2 [arresto sicuro 2] (SS2) Safely Limited Speed [velocità limitata in sicurezza] (SLS) n n Monitoraggio velocità n Monitoraggio velocità Monitoraggio posizione n Monitoraggio velocità 0 t 0 t 0 t 0 t Servosistemi ultracompatti con Sigma-5 Mini L ultimo arrivato della famiglia di modelli Sigma-5 introduce il servomotore CA ultracompatto SGMMV (con modelli che vanno da 3,3 W a 30 W) e i corrispondenti SERVOPACK SGDV alimentati a corrente continua. Questi prodotti utilizzano efficacemente gli spazi limitati e aiutano a ridurre le periferiche. Caratteristiche principali (servomotore SGMMV) due dimensioni di flangia (15 e 25 mm) sono disponibili nella linea capacità da 3,3 W a 30 W supporto per alimentazione 24 V CC e 48 V CC supporto per alimentazione 200 V CA per il modello da 25 mm (incluso freno per l amplificatore standard Sigma 5) la velocità elevata (velocità nominale 3000 min -1 e velocità massima 6000 min -1 ) ottimizza il tempo di attività del dispositivo Sigma-5 ad Alta capacità Dotato di un encoder ad alta risoluzione, l amplificatore ad alta capacità Sigma-5 è idoneo per applicazioni di alta precisione e servomotori ad alte prestazioni per applicazioni come la termoformatura, ecc. Sono disponibili due versioni (velocità nominale 800 min -1 o 1,500 min -1 ). I servomotori con velocità e coppia nominali ottimali possono essere selezionati dalla vasta gamma di prodotti YASKAWA. Poiché i convertitori sono separati dagli amplificatori è possibile utilizzare convertitori a energia rigenerativa o convertitori condivisi per migliorare l efficienza energetica. Con la nuova funzione avanzata di autotuning la servoregolazione è più rapida. Il servoazionamento CA ad alta capa cità è l estensione coerente della serie Sigma-5 fino a 55 kw. 11

12 Inverter per imballaggio Attualmente YASKAWA produce più di 1,8 milioni di inverter all anno. Con questa cifra YASKAWA è probabilmente il più grande produttore di inverter al mondo. Con il V1000 e l A1000, YASKAWA continua la propria tradizione di sviluppo di soluzioni innovative per la tecnologia di azionamento. Gli inverter YASKAWA fissano gli standard in termini di facilità d uso e orientamento al processo. Lo sviluppo del V1000 si concentra su tutti gli aspetti dell applicazione, dell installazione, del funzionamento e della manutenzione nell ambito dell imballaggio. Standard di sicurezza: Safe Torque Off (STO conforme a IEC ) Flessibilità aperta: opzioni di fieldbus come CANopen, EtherCat, Profinet, Powerlink, DeviceNet ecc. Espandibilità: facile integrazione di funzionalità PLC V1000 Motore inverter compatto per applicazioni di imballaggio YASKAWA V1000 è un motore inverter di impiego generale che soddisfa i requisiti di una vasta gamma di applicazioni inclusa la funzionalità vettoriale ad anello aperto e l utilizzo di motori PM senza feedback. Caratteristiche frenatura a flusso elevato per dimezzare i tempi di frenatura senza resistenza di frenatura risposta rapida alle modifiche di carico e velocità per migliorare le prestazioni della macchina auto-tuning online per ottimizzare le prestazioni motore migliorate a bassa velocità controllo vettoriale ad anello aperto per il funzionamento del motore PM A1000 Motore inverter ad alte prestazioni per applicazioni di imballaggio L A1000 è l inverter di punta di YASKAWA. Fornisce grande affidabilità di funzionamento, vantaggi ambientali e risparmio di energia, nonché numerose altre caratteristiche operative orientate all utente che lo rendono un prodotto di prima scelta. Caratteristiche funzionamento senza encoder dei motori PM con coppia intera a velocità zero funzioni avanzate di auto-tuning per la regolazione automatica dei settaggi motore e l analisi costante delle variazioni durante il funzionamento motore per le massime prestazioni della macchina tecnologia di controllo avanzata a risparmio energetico che migliora l efficienza e la produttività della macchina in combinazione al funzionamento motore a induzione e sincrono. disponibile con caratteristiche speciali come avvolgimento, posizionamento e albero elettronico. La funzione di albero elettronico (ELS) consente di seguire con precisione un segnale master encoder (PG) per velocità, direzione e fase. 12 SOLUZIONI YASKAWA PER L'IMBALLAGGIO

13 Robot MOTOMAN Rapidi, flessibili e affidabili I robot YASKAWA possono fornire incrementi eccezionali della velocità di linea poiché possono muoversi molto velocemente con alta dinamica o movimentare numerosi prodotti in un unico ciclo utilizzando pinze multiple. I robot YASKAWA possono essere facilmente adattati a diversi requisiti di imballaggio attraverso la semplice creazione di un nuovo programma. La programmazione dei robot è un compito facile alla portata dei tecnici e di qualsiasi operatore. Il settaggio del tempo tra le diverse applicazioni di imballaggio è molto più rapido che per qualsiasi confezionatrice dedicata, con il risultato di una maggiore produttività per il cliente. Data la sua flessibilità, il robot può essere utilizzato anche per altri task all interno della stessa linea di imballaggio, come ad esempio l etichettatura, il raggruppamento di prodotti e la formatura di cartoni. Ciò significa che non è richiesto nessun altro investimento per macchinari dedicati. MOTOMAN MPK2 - Prelievo e imballaggio MOTOMAN MPP3 - Movimentazione, pallettizzazione, prelievo e imballaggio Il robot MOTOMAN MPP3 a 4 assi ad alta velocità con sistema cinematico parallelo unisce la velocità del design delta con un elevata capacità di carico utile e una vasta gamma di lavoro. 140 cicli al minuto con 3 kg di carico utile 230 cicli al minuto con 1 kg di carico utile guida robot (conveyor tracking) ad alta precisione, ad alta velocità MOTOMAN-MPK2 è un robot di prelievo ad alta velocità, a 5 assi che fornisce prestazioni e affidabilità superiori per la movimentazione, il prelievo, l imballaggio degli alimenti e altre applicazioni di movimentazione del materiale ad alta velocità. lavabile (IP67) (polso e corpo) per applicazioni in cui la pulizia è fondamentale fino a 133 prelievi/minuto sistema di visione e guida robot (conveyor tracking) opzionali MOTOMAN-MPK50 - Palletizzazione MOTOMAN-MPK50 è un robot ad alta velocità a 4 assi che fornisce prestazioni e affidabilità superiori per applicazioni di imballaggio, pallettizzazione e manipolazione di materiale diversi. Il robot MPK50 offre un ampia area di lavoro con rotazione piena a 360. area di lavoro ampia a 360 con raggio minimo di interferenza massimo carico utile (50 kg) della categoria con massime velocità degli assi e performance al polso braccio IP54 con polso IP67. Classificazione IP65 del corpo opzionale 13

14 PROFESSIONAL Esempi di applicazione Imbustatrice Modbus TCP, OPC Sigma-5 con MP 2600 IEC HMI di terzi validata Imbustatrice con controller del movimento ad asse singolo MP2600iec. Architettura intelligente e portata elevata di prodotti. Modbus TCP I/O di terzi validato I/O interno Inverter vettoriale ad anello aperto V1000 PG Riempitrice per liquidi farmaceutici Controller di macchine MP 3200Siec Controller compatto e flessibile per macchine del settore farmaceutico, con elevata portata e rapida realizzazione di funzioni macchina. da 6 a 12 servoassi per macchina portata elevata 2 da 6 a 12 assi effettivi + assi virtuali 14 SOLUZIONI YASKAWA PER L'IMBALLAGGIO

15 Termoformatrice Thermoforming Machine I controller del movimento YASKAWA forniscono soluzioni per termoformatrici. Alte prestazioni per il processo di produzione di materiale da imballaggio. PLC di terzi Controller di macchine MP 3200Siec 3 25 assi effettivi + assi virtuali Macchina per termoretrazione con inverter La sfida: macchine per termoretrazione senza PLC Vantaggi inverter programmabili V1000 e A1000 Interfaccia visiva di programmazione DriveWorksEZ icone semplici «trascina e rilascia» per la personalizzazione completa del proprio azionamento creazione di speciali sequenze e funzioni di riconoscimento, con successivo download sull azionamento Sicurezza con «Safe Torque Off» interno pronto per: EN ISO PLd, EN SIL 2 Programmazione Trasferimento dati Personalizzazione azionamento Finestra del programma Barra strumenti blocco di funzione 15

16 YASKAWA Europe GmbH Drives & Motion Division Hauptstr Eschborn Germania Tel: International Standards Safety Standards STO, Safe Torque SSL, ST1, OFFST2 RoHS Directive RoHS Directive stands for the EU directive on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment Con riserva di cambiamento di dati tecnici senza preavviso, a causa di modifiche e miglioramenti continui del prodotto. YASKAWA Europe GmbH. Tutti i diritti riservati. Documento n. YEU_Packaging_IT_v2_0113 Stampato in Germania, gennaio 2013