Dimac progetta e sviluppa soluzioni innovative per il controllo e la selezione al 100% di fasteners e minuteria metallica prodotta in serie. L’azienda ha identificato in EtherCAT e Beckhoff i due pilastri su cui poggiare lo sviluppo della prossima generazione di macchine, ancora più veloci, performanti e aperte all’integrazione.
Con base a Tortona, in provincia di Alessandria, Dimac è tra le poche realtà mondiali specializzata nella produzione di macchine veloci per la selezione e il controllo qualità al 100% di minuteria metallica e fasteners. Con oltre il 70% della produzione esportata e più di un migliaio di macchine consegnate in tutto il mondo, Dimac è fornitore dei principali produttori di fasteners statunitensi ed europei, che riconoscono nel marchio italiano una garanzia di qualità. Le sue soluzioni sono apprezzate tanto per la precisione del controllo quanto per la velocità, che con alcuni tipi di minuterie può anche arrivare a cadenze di 1200 pezzi/minuto.
“Abbiamo calcolato che ogni anno nelle nostre macchine vengono controllati e selezionati al 100% oltre 20 miliardi di pezzi”, afferma con orgoglio Guido Noce, direttore generale dell’azienda. “Tra i nostri principali settori di sbocco un posto importante è ricoperto dall’automotive, dove i controlli, oltre a classici bulloni, dadi e rondelle, attengono a un’ampia serie di componentistiche, riguardanti ad esempio il motore, gli airbag, ecc. Ma poi abbiamo molteplici altri mercati di sbocco, dall’elettromeccanica ai bottoni dei jeans, passando per le viti da occhiali e le maglie per catene.”
Macchine che non si devono mai fermare
Per un costruttore di macchine così particolari come Dimac, l’affidabilità è tutto. Le macchine lavorano non presidiate, con l’operatore che interviene soltanto nel cambio formato o per il caricamento dei pezzi nell’alimentatore. Poiché la selezione viene effettuata al 100%, la difficoltà principale è quella di costruire macchine che accettino e controllino pezzi di tutti i tipi, conformi e non, e che non si blocchino mai, qualsiasi sia il difetto rilevato.
Benché le macchine Dimac possano essere “vestite” utilizzando le più disparate tecnologie di controllo, il vero punto di forza è la visione artificiale e l’utilizzo di algoritmi proprietari, frutto di 25 anni di esperienza e continuo miglioramento.
Se il controllo è fondamentale, altrettanto lo è l’automazione, in quanto velocità e affidabilità vengono a dipendere anche dalle prestazioni che l’architettura della macchina è in grado di assicurare. Per questo motivo, Dimac ha avviato un ambizioso progetto con l’obiettivo di rivisitare l’automazione per rendere ancora più performanti e affidabili le sue macchine.
Il meglio del mercato per dare vita a una ‘concept machine’
Ampliare e modificare continuamente il software di automazione con lo sviluppo di moduli aggiuntivi ha portato Dimac negli anni ad appesantire una serie di aspetti tecnici, con conseguenti limiti e complicazioni di natura operativa e gestionale. “L’affidabilità delle nostre macchine nasce da un progetto che si è evoluto nel tempo, basato su un unico software che progressivamente si è arricchito di varianti. Questo ci permette di configurare nuove macchine riutilizzando tutto il know-how pregresso, senza l’onere di debuggare ogni nuova macchina: un approccio molto più veloce e sicuro che riscrivere ogni volta il codice partendo dal copia-incolla di codice di macchine simili. Ma, dopo 25 anni di strati software che si sovrappongono, è venuta l’ora di ripartire con un nuovo core su cui sviluppare per almeno il prossimo decennio. È l’occasione per fare un salto in avanti in termini di tecnologie e, facendo un’analisi di mercato tra i fornitori di automazione, abbiamo trovato in Beckhoff la migliore risposta alle nostre necessità”, afferma Guido Noce.
Le risposte a cui Noce si riferisce hanno trovato sbocco nel progetto della macchina La Mille, una ‘concept machine’ che celebra il traguardo del millesimo progetto Dimac e sulla quale testare nuove soluzioni hardware e software. “Con questo progetto intendiamo acquisire e provare il meglio che il mercato oggi è in grado di offrire”, prosegue Noce. “L’obiettivo è quello di realizzare una piattaforma di automazione che per Dimac costituirà la base dell’innovazione e dello sviluppo che segnerà la prossima generazione delle nostre macchine selezionatrici”.
Performance e velocità: EtherCAT ha guidato la scelta
Come spiega Enrico Ottaviano, direttore engeneering di Dimac, la tecnologia Beckhoff è stata scelta principalmente per l’apertura e le prestazioni, caratteristiche state valutate soprattutto in relazione al protocollo di comunicazione EtherCAT.
“In primo luogo, cercavamo una soluzione aperta, che non ci vincolasse a una architettura predefinita, che non ci legasse a un fornitore o a un gruppo ristretto di produttori. Un aspetto che abbiamo ritrovato appieno in EtherCAT, in quanto protocollo ‘open’ che permette di accedere ad un mercato molto ampio di master, dispositivi, attuatori e soluzioni che, in pratica, coprono a 360 gradi tutte le esigenze di automazione”.
Vi è poi l’aspetto delle prestazioni. “Volevamo tempi ciclo e intervalli di refresh della periferia decentrata nettamente migliorativi rispetto alle soluzioni fino a quel momento implementate. Fin dai primi contatti con il mondo EtherCAT abbiamo capito che le performance di questo protocollo ci avrebbero permesso di raggiungere senza difficoltà le prestazioni di cui avevamo bisogno”.
Sicuri di centrare gli obiettivi
“Un altro aspetto importante ha riguardato la possibilità di utilizzare software e ambienti di sviluppo aperti e standard, come IEC 61131-3. Lo stesso TwinCAT, la piattaforma di automazione di Beckhoff, è stata da noi scelta proprio per queste caratteristiche”, aggiunge Ottaviano.
Come master EtherCAT, Dimac utilizza un controllore CX5240 con processore Intel Atom X5 4-core da 1,6 GHz, affiancato a un altro PC per l’applicazione di machine vision.
“In questa prima fase, volevamo essere sicuri che la parte di elaborazione delle immagini non subisse alcuna influenza esterna”, spiega Ottaviano. “In termini di prestazioni, avevamo un ciclo di scansione del PLC e un ciclo di refresh della periferia inferiore ai 10 ms, ma per poter gestire la nostra periferia in modo più efficace – soprattutto essendo orientati a sviluppi futuri – volevamo ridurre questi tempi a circa 1 ms. Benché i test della macchina pilota non siano ancora conclusi, siamo già ora certi che questi obiettivi saranno senz’altro raggiunti grazie alle prestazioni di EtherCAT e dell’automazione Beckhoff”.
Un valore aggiunto non solo per Dimac, ma anche per gli end-user
Per l’utilizzatore della macchina, questa soluzione potrà significare una maggiore velocità e la possibilità di eseguire un maggior numero di controlli senza vincoli legati all’automazione.
“Una soluzione del genere consentirà di aumentare la produttività, il numero di stazioni e il numero di controlli eseguibili all’interno della macchina”, afferma Guido Noce. “Inoltre, l’apertura di EtherCAT consentirà di integrare all’evenienza la componentistica di campo che si renderà più adatta. Il nostro cliente potrà inoltre godere di sensibili miglioramenti nell’esperienza d’uso della macchina, ad esempio nella diagnostica, nelle procedure di comando, nelle operazioni di configurazione e utilizzo del sistema di visione”.
Dimac ha infatti scelto di utilizzare l’HMI server all’interno del controllore Beckhoff, che ha consentito, anche con una opportuna modifica dell’interfaccia del software di visione, di utilizzare un unico display, ottimizzando quindi l’accesso a tutte le funzionalità della macchina mediante l’impiego di un solo pannello operatore. Tutti i comandi, quindi, fanno riferimento a un unico punto, abilitando una gestione completamente integrata del sistema di visione e dell’automazione di macchina.
La visione Zero Defect Future
Oggi, Dimac è specializzata nella selezione al 100%, attività usualmente condotta in una fase successiva alla produzione. Ma sempre maggiore è l’interesse per l’integrazione dei dati delle proprie macchine di selezione con tutti il sistema di controllo qualità in produzione, in pieno spirito Transizione 5.0.
“Nella manifattura, il controllo qualità in produzione è nella maggior parte dei casi ancora affidato a misure manuali e a pochi controlli molto approfonditi in laboratorio. Per il futuro ci attendiamo una sempre maggiore automazione dei processi di controllo in produzione, in quanto i nostri clienti si attendono dati oggettivi e affidabili, da poter utilizzare per il miglioramento continuo della qualità e per la manutenzione predittiva. I punti di sinergia con il nostro know-how sono notevoli e per questo ci troviamo sempre più spesso a integrare cobot, assi lineari, sistemi di trasporto a carrelli per attuare il controllo a campione automatizzato in produzione, in sostituzione ai classici controlli con calibri e tamponi eseguiti dagli operatori. Anche per questo stiamo valutando le nuove tecnologie Beckhoff come chiave per lo sviluppo: oggi spesso queste soluzioni ci sono precluse per gli eccessivi costi di sviluppo”, afferma Noce.
Dimac sta investendo molto su Beckhoff, ma l’impegno è sicuramente reciproco, in quanto questa esperienza sta portando anche l’azienda tedesca a conoscere una nicchia applicativa dove l’integrazione tecnologica può dirsi completa: automazione, controllo, machine vision, motion, HMI, connettività, interoperabilità… Tutto ciò con ottimi risultati, favoriti anche dal solido supporto tecnico offerto da Beckhoff. “Siamo molto soddisfatti sia per il supporto tecnico a disposizione, sia per i tempi di risposta”, afferma Enrico Ottaviano.
Un altro passo verso quello che Dimac ha denominato Zero Defect Future è stato fissato. EtherCAT e l’architettura di automazione PC-based di Beckhoff saranno i protagonisti della nuova generazione di macchine che porteranno il controllo e la selezione al 100% di Dimac a un nuovo livello di performance, affidabilità e capacità di analisi dei dati. Le premesse ci sono tutte, stay tuned.