Identificare e superare le complessità della movimentazione manuale

Negli ultimi cinque decenni, gli impianti di produzione di Nidec Drives nel Regno Unito hanno subito un'espansione e una trasformazione significative.

Da oltre 50 anni Nidec Drives è pioniere nelle tecnologie di controllo dei motori. Con la sede centrale e gli impianti di produzione a Newtown, nel Galles centrale, e in qualità di principale datore di lavoro dell'area locale, Nidec Drives ha costantemente cercato di guidare l'innovazione, evolvendosi e adattandosi dall'Industria 3.0 e ora avanzando verso l'Industria 5.0. Mantenendo una reputazione di progresso nell'automazione, Nidec Drives rimane impegnata nel progresso della tecnologia di produzione, contribuendo al contempo alla sostenibilità ambientale attraverso l'impiego dei convertitori di frequenza a velocità variabile Control Techniques.

Affrontare la sfida - Identificare e superare le complessità della movimentazione manuale

Negli ultimi cinque decenni, gli impianti di produzione di Nidec Drives nel Regno Unito sono stati oggetto di un'espansione e di una trasformazione significative. Per mantenere i suoi rinomati standard di qualità e continuare a servire in modo efficiente i clienti, i dipendenti e le parti interessate, era necessaria una nuova soluzione per affrontare una sfida critica.

Con la crescita del sito produttivo, il movimento delle materie prime dal magazzino all'impianto di assemblaggio dei moduli veniva gestito manualmente. Gli operatori trasportavano fisicamente i materiali da un edificio all'altro tramite carrelli elevatori e all'interno di tre livelli diversi. Questo processo non solo richiedeva molto tempo, ma anche un notevole dispendio di risorse. Data la complessità dell'interconnessione dei diversi livelli all'interno della struttura, per Nidec Drives era essenziale una soluzione su misura.

Jamie Evans, Warehouse and Distribution Manager di Nidec Drives, ha parlato del progetto:

"Abbiamo condotto una mappatura del flusso di valore e, grazie a una panoramica della produzione, della preparazione e del processo, siamo stati in grado di formulare il piano per un sistema di trasporto e di sollevamento che avrebbe spostato le materie prime all'interno dello stabilimento, dove dovevano essere e quando dovevano essere"

Identificare il partner giusto: Invar, l'esperto di intralogistica di fiducia

Jamie ha intrapreso una missione per trovare il fornitore ideale per implementare i più recenti progressi nelle soluzioni di magazzino automatizzate. Nidec Drives opera secondo il "Nidec Way", un principio di gestione aziendale creato dal fondatore di Nidec, Shigenobu Nagamori. Questo principio enfatizza l'eccellenza attraverso strategie di gestione snella, come la gestione dell'inventario Just in Time (JIT). Il miglioramento continuo, o "kaizen", è fondamentale per le operazioni di Nidec, quindi Nidec Drives aveva bisogno di un partner in grado di progettare una soluzione che incarnasse queste strategie dinamiche.

"Abbiamo investito molto tempo nella ricerca del fornitore giusto che potesse collaborare con noi per ottenere la soluzione ottimale. Grazie a un dialogo e a un'interazione approfonditi con Invar, è emersa la netta superiorità di Invar", ha commentato Jamie.

Invar è un'azienda esperta nell'ingegneria intralogistica, che fornisce soluzioni di automazione uniche e chiavi in mano, specifiche per i singoli clienti. Sia Invar che Nidec Drives condividono i valori fondamentali di innovazione ed efficienza. Invar ha proposto una soluzione completamente personalizzata in base alle esigenze e ai valori di Nidec Drives, mettendo a disposizione un team di esperti e di grande esperienza. Invar si è impegnata a fornire una soluzione logistica di magazzino che permettesse a Nidec Drives di continuare a sostenere i principi di efficienza ed eccellenza.

Panoramica del progetto - Gli azionamenti a velocità variabile di Nidec Drives si rivelano fondamentali per l'installazione di un nuovo sistema di trasporto

Una delle caratteristiche più uniche ed entusiasmanti del sito produttivo di Nidec Drives nel Regno Unito è che, ove possibile, i macchinari automatizzati in uso - dalle gru per il magazzino dei componenti alle attrezzature di produzione - funzionano con gli stessi azionamenti a velocità variabile Control Techniques prodotti da Nidec Drives. Il nuovo sistema di trasporto e sollevamento non farà eccezione. Questa pratica sottolinea l'impegno di Nidec Drives nel fornire prodotti Control Techniques di altissimo livello, in parole povere: "I nostri drive fanno i vostri drive"

Invar, non essendo affiliata, ha selezionato solo i migliori elementi per il progetto. Combinando lavoro di squadra, componenti di alta qualità e incorporando i convertitori di frequenza a velocità variabile di Control Techniques, Invar è riuscita a completare il progetto prima del previsto e rispettando il budget.

In risposta al completamento ottimale del progetto, Sham Jama, Project Manager di Invar, ha commentato:

"Vorrei ringraziare tutti coloro che hanno partecipato a questo progetto. Questo risultato non sarebbe stato possibile senza l'eccezionale collaborazione e il supporto di Nidec"

Una soluzione sostenibile

La soluzione di Invar prevedeva l'implementazione di un sistema di trasporto di tote che comprendeva circa 300 metri di nastro trasportatore alimentato da Interroll e tre ascensori Nerak, distribuiti su tre edifici. Il sistema di trasporto prevede due livelli per l'ingresso e l'uscita delle merci e l'area di assemblaggio principale. Gli operatori utilizzano gli schermi nelle stazioni di ingresso per selezionare la destinazione dei tote.

In qualsiasi edificio del sito produttivo, viene scansionato il numero di targa del tote (LPN) e l'operatore posiziona il cartone sul trasportatore alimentato, selezionando la destinazione del tote tramite lo schermo HMI. Il tote viene quindi trasportato al primo ascensore e diretto alla postazione dell'operatore. Una volta che l'operatore ha completato i suoi compiti, si ripete il processo di scansione dell'LPN, di scelta della destinazione e di spedizione dei materiali. Inoltre, nell'area di stoccaggio della struttura, l'ascensore consente l'ingresso o l'uscita da entrambi i lati, a seconda della destinazione successiva dei materiali.

Tuttavia, la vera efficienza risiede nella capacità del sistema di funzionare su richiesta, fermandosi completamente tra un carico e l'altro. Questa caratteristica di risparmio energetico e di costi riduce in modo significativo il consumo inutile di risorse preziose e si prevede un ritorno sull'investimento (ROI) in meno di un anno.

Sfruttare i prodotti Control Techniques

I convertitori di frequenza Control Techniques sono parte integrante dell'efficiente sistema di arresto/avvio. Per questo progetto sono stati utilizzati due tipi di convertitori: tre Unidrive e undici Digitax HD M750.

Per gli ascensori del sistema è stato scelto l'Unidrive di Control Techniques. L'Unidrive offre un'eccezionale stabilità di controllo e larghezza di banda per tutti i tipi di motori industriali, con la variante M702 dotata di Ethernet integrata e doppi ingressi STO.

L'Unidrive è stato dotato di diversi moduli opzionali. Il modulo di interfaccia SI-I/O ha fornito ulteriori connessioni di ingresso e uscita. È stato aggiunto anche il modulo SI-Universal Encoder, che garantisce l'accuratezza della posizione collegandosi a un encoder rotativo sul motore. Questo modulo controlla se il valore dell'encoder corrisponde a quello di un secondo encoder che misura la posizione con un laser; se i valori si allineano, il Controllore Logico Programmabile (PLC) permette al drive di funzionare; in caso contrario, vengono applicati i freni del sistema.

Gli ingegneri Nidec hanno utilizzato anche l'Easy Motion Controller PTi210. Con questo modulo non è necessario lo sviluppo di software; è stato semplicemente inserito nel convertitore di frequenza e poi collegato tramite il software PowerTools Studio, consentendo la creazione di routine rapide, semplici e ripetibili che gli Unidrive del trasportatore eseguono ripetutamente. Il PTi210 è compatibile con i convertitori di frequenza Unidrive e Digitax HD M750.

Per il controllo assi singolo con controlli complessi, come nel caso del trasportatore, il PTi210 e il pacchetto software Power Tools rappresentano un modo economico per fornire un controllo del movimento semplice, rapido ed efficace. Gli utenti di qualsiasi livello sono in grado di configurare, programmare, selezionare le funzioni e impostare i parametri, semplificando la configurazione, la gestione e la manutenzione a lungo termine del trasportatore.

Infine, è stato installato il KI-Keypad, che consente agli utenti di regolare i parametri dell'azionamento visualizzando al contempo informazioni chiave, come l'assorbimento di corrente, il numero di giri o i guasti.

La serie di servoazionamenti Digitax HD M750 di Control Techniques completa la gamma Unidrive fornendo le massime prestazioni di servoazionamento in un pacchetto compatto. Il Digitax HD M750 è ottimizzato per applicazioni ad alta dinamica e offre flessibilità sia in configurazioni autonome che modulari. Questo convertitore di frequenza offre un servocontrollo completo, oltre al controllo ad anello aperto dei motori a magneti permanenti e dei motori a induzione, attraverso quattro livelli di funzionalità: EtherCAT, controllo macchina MCI, Ethernet e il flessibile servoazionamento Base.

Gli azionamenti Digitax HD M750 scelti in questo progetto sono stati utilizzati per il controllo dei mototamburi lungo le rulliere motorizzate e per l'inclinazione e la discesa del nastro trasportatore. Il drive è stato scelto per le sue dimensioni compatte, per l'elevata densità di potenza, per il doppio STO e per la capacità di comunicare sulla rete PROFINET.

Come soluzione completa per il controllo della macchina, l'Unidrive funziona in armonia con tre motori a induzione trifase Leroy-Somer IMfinity, uno per ogni ascensore del trasportatore. Forniti da Nidec ACIM, i motori IMfinity raggiungono un'efficienza premium fino a IE4, massimizzando i risparmi energetici, migliorando le prestazioni e ottimizzando la produttività degli ascensori. Il design robusto della gamma di motori IMfinity di Leroy-Somer assicura prestazioni garantite e costi di manutenzione ridotti. Per funzionare perfettamente con Unidrive, i motori IMfinity sono dotati di protezione degli avvolgimenti di serie, riserva termica per mantenere la coppia nominale in un intervallo di velocità esteso e adattamento della piastra di supporto in metallo per ridurre il rumore elettromagnetico.

L'applicazione di vari componenti Nidec all'interno del trasportatore Invar culmina nel fornire un sistema di trasporto e di sollevamento efficiente, moderno e funzionale, stabilendo le qualità sinergiche di una soluzione Nidec completa.

Impatto e sviluppi futuri

L'installazione del nuovo sistema di trasporto e sollevamento è stata completata in soli quattro mesi. Dalla sua implementazione nell'aprile 2024, l'impatto sulla produttività e sul morale del personale è stato significativo. Il team può ora recuperare i pezzi senza dover spostare e accedere fisicamente ai materiali sfusi, i colli di bottiglia della produzione sono stati eliminati e l'efficienza individuale è notevolmente aumentata.

Come parte dell'impegno di Nidec Drives per il miglioramento continuo (kaizen), Jamie Evans spiega:

"Il trasportatore è solo l'ultimo passo del nostro impegno costante per migliorare le nostre strutture produttive. Stiamo sempre esplorando i prossimi passi che possiamo compiere per migliorare l'efficienza e la qualità, e non vediamo l'ora di crescere ulteriormente."

Sham Jama aggiunge:

"In Invar installiamo un'eredità per i nostri clienti. Lavoriamo duramente per mantenere meticolosamente ogni elemento della nostra soluzione attraverso una manutenzione su misura, una comunicazione e un forte legame con i nostri clienti. Questo progetto è filato via liscio con l'aiuto di Jamie e del suo team, e credo che questo segni l'inizio di un rapporto lungo e proficuo"

In prospettiva, Nidec Drives sta valutando l'implementazione di robot mobili autonomi (AMR) nel sito produttivo del Regno Unito. Gli AMR affrontano molte sfide nella produzione ad alte specifiche navigando autonomamente nel loro ambiente, prelevando, selezionando e trasportando i componenti. Questi robot migliorano la sicurezza dei dipendenti e consentono ai team di concentrarsi su attività più complesse.

Nidec Drives collaborerà con Nidec Automation, che produce motori, soluzioni di controllo motore, soluzioni di azionamento integrate e sistemi di gestione della batteria per AMR, per esplorare come questi robot possano migliorare ulteriormente l'efficienza e la qualità presso il sito produttivo di Nidec Drives. Questo interessante sviluppo consoliderà la posizione di Nidec Drives all'avanguardia dell'eccellenza produttiva del Regno Unito e aprirà nuove strade per l'innovazione e lo sviluppo nella produzione delle gamme di prodotti e soluzioni Control Techniques.