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Sede:
Brema (Germania)
Settore:
Lavorazione delle materie plastiche per l'industria alimentare
Applicazione:
Sistema a portale XYZ
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Grazie a movimenti altamente dinamici, gli azionamenti del portale accelerano masse ingenti. In questo processo, i suoi servomotori convertono grandi quantità di energia che, tramite l'effetto rigenerativo in fase di frenata, rifluiscono nel sistema di azionamento.
In questo contesto, la tecnologia di azionamento e automazione di SEW-EURODRIVE garantisce una gestione del carico altamente efficiente e assicura l’alimentazione dei servoazionamenti, anche in caso di fluttuazioni di rete. Inoltre, i clienti di Ilsemann operanti nel settore alimentare beneficiano di costi ridotti per l’energia, l’utilizzo della rete e la tecnologia di alimentazione.
Dobbiamo garantire che il nostro sistema non entri in collisione con il costoso stampo a iniezione nemmeno in caso di caduta di rete.Citazione di Gerhard Kropp, responsabile della progettazione elettrotecnica presso Ilsemann-Automation
Con la nostra Power and Energy Solution, in breve PES, i nostri clienti possono garantire la sicurezza operativa e la disponibilità dei propri impianti, risparmiando inoltre notevoli costi per l’energia e il materiale di installazione.Citazione di Torben Uebel, ingegnere commerciale per l’automazione delle macchine presso SEW-EURODRIVE
Li conosciamo come vasetti di yogurt sulla tavola della colazione o come bicchieri rossi nei film ambientati nei college americani: bicchieri in plastica a pareti sottili. Nell’industria alimentare ne vengono utilizzati milioni. I bicchieri vengono prodotti mediante stampaggio a iniezione. In questo contesto, gli elevati volumi di produzione e le velocità di produzione tipici dell’industria alimentare pongono requisiti enormi in termini di produttività, efficienza e disponibilità. Anche la tecnologia di prelievo, che rimuove i bicchieri di plastica finiti dall’impianto di stampaggio a iniezione, deve misurarsi con questi criteri.
Ilsemann Automation, azienda di Brema specializzata nella cinematica robotica e attiva a livello mondiale, ha sviluppato per questo compito unnuovo portale XYZ con servoazionamenti a più assi. Grazie a movimenti in avanti e indietro altamente dinamici, il sistema di azionamento del robot di prelievo garantisce una velocità di produzione molto elevata.
Una sfida particolare per gli sviluppatori è stata la gestione del carico. Il loro obiettivo era garantire che la tecnica degli azionamenti eseguisse i movimenti ad alto consumo energetico nel modo più efficiente possibile. E questo non solo in condizioni ideali, ma anche quando l’alimentazione elettrica non rimane costante. Ad esempio in caso di fluttuazioni di tensione o addirittura di un’interruzione di corrente dovuta a un crollo totale della rete.
Per questo compito complesso, Ilsemann ha coinvolto un partner di ingegneria: i nostri specialisti di azionamenti di SEW-EURODRIVE e Power and Energy Solutions (PES). Non da ultimo perché, in qualità di azienda operante a livello globale, siamo in grado di garantire l’assistenza ai clienti di Ilsemann in tutti i continenti. Anche il premio ambientale del Land del Baden-Württemberg per la nostra gestione intelligente della potenza e dell’energia potrebbe aver avuto un ruolo.
I «muscoli» del sistema a portale di Brema per l’industria alimentare sono costituiti dai servomotori per gli azionamenti a portale e da ulteriori servoazionamenti per gli assi di rotazione, ribaltamento e deposito, disposti in un circuito intermedio CC interconnesso. Un alimentatore centrale della serie MDP92A provvede all’alimentazione dei servomotori, mentre sette regolatori di azionamento MOVIDRIVE®®– fungono,per così dire, da «sistema nervoso» – si occupano del controllo anello chiuso.
Per raggiungere l’elevata velocità di produzione nella lavorazione delle materie plastiche, i servomotori del portale accelerano masse ingenti molto rapidamente – e le frenano praticamente all’istante. Con una dinamica così elevata, il fabbisogno energetico è notevole, ma grazie all’effetto rigenerativo durante la frenata, il sistema di azionamento recupera gran parte dell’energia impiegata. È qui che entra in gioco la nostra soluzione per la gestione del carico. In collaborazione con Ilsemann, abbiamo integrato uncondensatore a piastre EMK della serie MOVI-DPS®-serie nel sistema di alimentazione CC. Dal punto di vista dell’elettronica, è posizionato tra l’unità di alimentazione e i regolatori di azionamento.
Anziché dissipare l’energia di frenatura liberata tramite resistenze, il modulo condensatore assorbe l’energia dai servoazionamenti per reimmetterla negli azionamenti durante l’accelerazione. Questa configurazione presenta due enormi vantaggi che garantiscono a Ilsemann un vantaggio competitivo: maggiore sicurezza operativa e notevole risparmio sui costi grazie a una maggiore efficienza energetica e alla limitazione dei picchi di carico.
Durante il processo di prelievo, l’unità di movimentazione interviene direttamente nella camera di lavoro della pressa a iniezione per materie plastiche. Prima che la macchina si richiuda, ha a disposizione solo un intervallo di tempo estremamente breve: in soli 0,7 secondi il portale preleva il bicchiere finitoper poi impilarlo su un nastro di scarico. Se durante la fase di prelievo si verificano fluttuazioni di tensione, aumenta il rischio che i servoazionamenti non riescano a terminare il movimento in tempo. In breve: l’unità di movimentazione entra in collisione con lo stampo a iniezione. Ne deriva un danno estremamente costoso, che aumenta di minuto in minuto a causa delle perdite di produzione.
Non è così con il condensatore a piastre EMK. Dal suo accumulatore di riserva alimenta il circuito in corrente continua dei motori. In questo modo compensain modo sicuroogni fluttuazione di rete che si verifica – fino alla completa interruzione dell’alimentazione elettrica. Ciò è reso possibile dalla capacità dell’unità di accumulo. Essa è progettata in modo tale che l’unità di movimentazione possa in ogni caso portare a termine il ciclo di lavoro in corso. In questo modo si esclude qualsiasi collisione con il costoso stampo a iniezione. Un chiaro vantaggio per la sicurezza dell’alimentazione e del funzionamento dei clienti di Ilsemann.
Inoltre, il sistema di gestione del carico sviluppato da SEW-EURODRIVE offre notevoli vantaggi in termini di consumo energetico: le misurazioni attestano che il portale riduce della metà il consumo energetico. Il motivo risiede nell’efficienza della struttura: il condensatore agisce come una batteria ricaricabile, fornendo un boost ai motori in fase di accelerazione. E ciò con un rendimento così elevato che non è necessario dissipare energia cinetica tramite resistenze di frenatura.
Il ridotto fabbisogno energetico e il funzionamento sicuro non sono però gli unici vantaggi per i clienti di Ilsemann. Enormi potenzialità di risparmio derivano inoltre dalla limitazione dei picchi di carico, che il portale compensa tramite l’accumulatore intermedio all’interno del sistema. Un grande vantaggio quando si tratta delle tariffe di utilizzo della rete. Picchi di carico eccezionali, infatti, fanno salire queste tariffe a livelli vertiginosi nel giro di pochi minuti.
A tal proposito, ecco un esempio di calcolo per un’azienda che acquista annualmente più di 2.500 ore a 120 euro per kilowatt: se il prelievo di potenza aumenta di 100 kilowatt nell’arco di 15 minuti – ad esempio a causa di un picco di carico – ne derivano costi pari a 12.000 euro. Un problema che la soluzione SEW-EURODRIVE integrata nel portale Ilsemann risolve in modo efficace.
Un ulteriore effetto positivo si riscontra nell’impianto di alimentazione. Poiché il portale gestisce i picchi di carico tramite la memoria, l’ infrastruttura di alimentazione deve solo garantire un’erogazione costante. In questo modo puòessere realizzata in modo notevolmente più snello e semplice.
È quanto è avvenuto in un primo progetto per un cliente: il picco di carico è sceso con il nuovo portale Ilsemann da 52 kilowatt a appena sei kilowatt. In questo modo è stato possibile ridurre anche le sezioni di collegamento dell’alimentazione da 16 a 2,5 millimetri quadrati. Questo effetto positivo è ulteriormente rafforzato dall’ eliminazione di un sistema di alimentazione di corrente ininterrotta. In definitiva, l’installazione risulta quindi notevolmente più semplice, più compatta e più economica.
In combinazione con una maggiore sicurezza operativa ed efficienza energetica, il concetto energetico di SEW-EURODRIVE offre a Ilsemann Automation un vantaggio competitivo che l’azienda di Brema può ora sfruttare a livello globale nel settore dell’industria alimentare.