Piadine sotto controllo

Giovanni Pascoli l’ha definita «il pane, anzi il cibo nazionale dei Romagnoli»: se la sua origine risale addirittura ai tempi degli Antichi Romani, la piadina è ancora oggi un alimento amato da adulti e bambini. La produzione di piadine ha superato negli anni anche i confini dell’Italia e si è diffusa rapidamente anche all’estero, sempre riscuotendo uno straordinario successo. Secondo i dati diffusi dal Consorzio di promozione e tutela della Piadina Romagnola, nel 2020, complice anche la pandemia da Covid- 19 e i conseguenti lockdown- la produzione di piadine ha subito una rapidissima ascesa raggiungendo le 22.030 tonnellate e registrando un +23,3% rispetto all’anno precedente.

Avere linee di produzione correttamente funzionanti risulta dunque fondamentale per rispondere alle crescenti richieste del mercato.

 

Proprio per questo, uno stabilimento di produzione di piadine situato in provincia di Rimini ha deciso di rivolgersi a Bosso Automazioni (www.bosso.it). Attiva dal 2001, quest’azienda con sede a Rimini è a tutti gli effetti un system integrator che non si è mai adagiato sugli allori, anzi attraverso ricerca, sviluppo e idee innovative, ha costruito macchine custom per ogni singolo cliente. Questo però non sarebbe stato possibile senza alcune partnership di spicco come quella con Yaskawa.

Da questa collaborazione è stato possibile realizzare il revamping dell’impianto di pick and place dello stabilimento usato per impilare le piadine destinate all’impacchettamento. Quello preesistente era infatti molto datato, basato su un approccio ormai obsoleto e realizzato mediante l’inserimento di componenti – come la telecamera - anche non industriali.

Con 2 robot Delta, ciascuno dei quali controllato da un controller separato con interfaccia MLINK II e servomotori Sigma 7, la linea di produzione non aveva mai raggiunto i risultati sperati. Pur introducendo un ulteriore robot, i problemi - bassa efficienza, mancata presa dei prodotti, frequenti guasti ai componenti, sovraccarico dell'amplificatore - erano rimasti e, con l’aumento dei ritmi di produzione necessario a rispondere al picco di domanda - rischiavano di peggiorare.

Le richieste del cliente finale erano chiare: eliminare le problematiche di controllo, affidabilità e ciclica dell’isola, per portare la produttività fino a 85 piadine/min (5100 piadine/h), ridurre lo scarto al di sotto del 3%, migliorare il ciclo di vita dei dispositivi utilizzati, la messa a punto del motore e la qualità del movimento per evitare/ridurre il guasto del servomotore. Il tutto cercando di contenere il più possibile la portata delle modifiche all’impianto esistente.

Il grado di complessità dell’applicazione era tutt’altro che ridotto: era necessario effettuare una presa controflusso di oggetti (le piadine) caratterizzati da un estremo grado di variabilità, in termini sia di forma, sia di posizionamento. Sia il prelievo e sia il deposito richiedono dunque l’utilizzo di funzionalità Conveyor Tracking sui nastri in movimento. In arrivo da una lunga linea di cottura e successivo raffreddamento, le piadine si presentano infatti senza cadenza e distanza reciproca regolari. A tutto questo si aggiungeva un’ulteriore richiesta del cliente: le confezioni, formate da un numero di piadine variabile, dovevano essere esteticamente attraenti. Di conseguenza, una piadina con i tipici segni scuri della cottura andava posizionata come primo prodotto visibile dal consumatore.

Per controllare l’applicazione serviva una soluzione che permettesse di interfacciarsi con componenti di diversa natura – anche non industriale. Il Machine Controller MP3300iec RBT integrate a livello firmware nel Controllore. Si è optato per un unico controller per l’intera linea, concretizzando il concetto di “Singular control” e permettendo una migliore gestione delle funzionalità reciproche dei componenti stessi.

Ma, come se ciò non bastasse, a complicare la già difficile situazione ci ha pensato un altro fattore: dal momento che l’end user è un fornitore di supermercati che lavora su 3 turni, la linea di produzione non poteva essere interrotta durante la migrazione alla soluzione completa Yaskawa.

Le dinamiche da calcolare erano piuttosto complesse, sia per l’alta variabilità di cui abbiamo già parlato, sia per via dell’impiego di una telecamera (non un vero sistema di visione) posizionata all’esterno dell’area di lavoro dei robot, cosa che ha richiesto una calibrazione piuttosto complessa.

L’applicazione prevedeva l’impiego di robot non Yaskawa, per cui la scelta naturale è stata quella di usare il Machine Controller MP3300iec RBT. Siccome nessuna cella era stata precedentemente creata per effettuare i test, il team Yaskawa è giunto alla conclusione che, per testare l'efficienza degli algoritmi di smistamento (sorting)  senza fermare la produzione, l’unico modo possibile era rappresentato dalla simulazione utilizzando il pannello HMI in dotazione alla cella.

L'idea è stata quella di sviluppare e testare l'applicazione sul simulatore e quindi passare dalla simulazione alla macchina reale. I risultati si sono rivelati sorprendenti. Quando agganciato alla cella reale, il simulatore ha permesso a tutti gli effetti la visualizzazione real-time del processo. Inoltre, grazie alla flessibilità degli algoritmi elaborati per l’applicazione, si è perfettamente gestita la casualità degli arrivi di prodotto e si è raggiunto l’obiettivo di impilare circa 6000 piade all’ora, con una percentuale di scarto ridotta a zero.

L’esperienza di Yaskawa nella raccolta dati, nell’analisi dei rischi connessi e nella gestione dei progetti ha rappresentato il fattore di successo nella realizzazione di questa applicazione. Di notevole importanza è stato anche il risultato in termini di efficientamento energetico: se in origine ogni robot Delta era gestito con un proprio controller, ora si è passati a un unico controller per l’intera soluzione. Il carico cumulativo è stato ridoto dal 100% al 55% e i servomotori sottodimensionati a 750 watt invece di 1,0 kW.

La qualità migliorata del moto permette di allungare la vita media dell’impianto, abbattendo i costi di gestione, eliminando i fermi impianto e gli scarti ed aumentando, di conseguenza, la redditività complessiva.