Nell’industria elettronica, l’automazione mette tutti d’accordo

26/03/2012

Nuovi prodotti sempre più piccoli e potenti, ma sempre meno costosi: sono queste le grandi sfide per l’industria elettrotecnica ed elettronica nell’ambito della produzione. L’automazione è la chiave per vincere queste sfide, come dimostrano molte soluzioni in vetrina al salone internazionale AUTOMATICA, in programma presso il Centro Fieristico di Monaco di Baviera dal 22 al 25 maggio 2012.

L’elettrotecnica e l’elettronica entrano ogni giorno in nuovi ambiti della nostra vita, nei tablet e negli smartphone, nei nuovi elettrodomestici intelligenti, nei sistemi innovativi di produzione dell’energia come il fotovoltaico, o nei veicoli elettrici. Il successo di questi prodotti dipende di norma da una combinazione di prezzo e qualità: due aspetti che possono essere ottimizzati con un’automazione sofisticata.

Dice Armin Wittmann, responsabile di progetto di AUTOMATICA: “L’automazione svolge un ruolo molto importante in un’industria, come quella elettronica ed elettrotecnica, che ha esigenze sofisticate in materia di processi di assemblaggio. Ne abbiamo avuto una conferma anche alla scorsa edizione di AUTOMATICA nel 2010, dove quasi un quarto dei visitatori proveniva dal settore elettrotecnico.” La domanda di prodotti elettrotecnici è destinata ad aumentare, osservando le tendenze attuali. La spinta all’innovazione con touchscreen, monitor piatti e schermi 3D sta allargando i mercati di sbocco per il settore. Anche la richiesta di consumi energetici ridotti e miniaturizzazione dei dispositivi si traduce in un incremento della domanda. Armin Wittmann è convinto: “La risposta a queste sfide può essere solo una maggiore automazione della produzione, con soluzioni come quelle che saranno in mostra ad AUTOMATICA.”

 

Posizionamento veloce, intelligente e preciso

Le tecnologie di assemblaggio/manipolazione/movimentazione, la robotica e la visione industriale – i tre pilastri di AUTOMATICA – assolvono a diversi compiti nell’industria elettrotecnica, ma al tempo stesso crescono e si evolvono insieme. Il compito fondamentale dei sistemi di assemblaggio e manipolazione è il posizionamento veloce, preciso ma anche economico. Questo obiettivo si raggiunge ad esempio con sistemi di manipolazione nei quali un sistema di visione con PLC CoDeSys integrato guida gli assi elettrici con la massima accuratezza verso la destinazione. Questa soluzione dà il meglio di sé nella verifica di componenti, dove è necessario raggiungere con velocità e precisione molti punti di controllo. La telecamera consente di riconoscere le posizioni ancora libere nelle quali deve essere montato un componente.

Le soluzioni studiate per garantire flessibilità e risparmio di tempo richiamano l’attenzione laddove è necessario afferrare più pezzi contemporaneamente per spostarli da un vassoio o blister in un altro con dimensioni e una distribuzione differenti. In questo caso possono servire i moduli lineari estensibili, nei quali la distanza fra le pinze è variabile.

In generale, il mercato si evolve verso soluzioni di assemblaggio e manipolazione in grado di eseguire operazioni complesse a costi il più possibile accessibili per l’utilizzatore. Pertanto ai costruttori viene chiesto di proporre sistemi “chiavi in mano”: devono fornire soluzioni complete, con hardware e software, e occuparsi dell’implementazione, in modo che il cliente si possa concentrare esclusivamente sulle proprie competenze.

 

Flessibilità con la programmazione semplificata dei robot

La robotica risponde alla richiesta di maggiore flessibilità con nuovi sviluppi nel software di controllo. Una direttrice di evoluzione è la programmazione più facile, l’altra riguarda le possibilità di simulazione integrate in misura crescente nell’ambiente di programmazione. In questo modo l’utilizzatore può testare i processi virtualmente prima della messa in funzione.

I ritmi produttivi possono essere intensificati impiegando robot sempre più leggeri con una distribuzione ottimizzata dei pesi, senza intaccare la precisione del posizionamento e dei percorsi. Quando è richiesto un controllo visivo su componenti che non può essere eseguito con impianti stazionari, robot e sistemi di visione intervengono congiuntamente, ad esempio in applicazioni dove il robot raggiunge le aree interessate di un componente con l’ausilio di una telecamera industriale.

Un ambito completamente nuovo al quale si stanno avvicinando sia i fornitori di robot sia le aziende di tecnologie di assemblaggio e manipolazione, è la produzione di batterie per veicoli elettrici e per lo stoccaggio di energie rinnovabili. Finora le celle a ioni di litio non sono mai state assemblate in batterie di grandi dimensioni come quelle richieste dai motori elettrici: si producono tensioni fra 200 e 400 Volt che richiedono nuovi sistemi di sicurezza in produzione. Inoltre, in questo caso specifico c’è l’esigenza di produrre grandi volumi a costi bassi. La batteria è infatti il singolo componente più costoso di un’auto elettrica e dal suo prezzo dipende l’accettazione dell’intero concetto di elettromobilità. Nelle batterie e nell’elettronica di potenza per l’auto e l’alimentazione di energia, oltre alla riduzione dei costi bisogna garantire una qualità esente da difetti e la piena tracciabilità dei prodotti.

Poiché questo settore rappresenta un nuovo grande mercato potenziale per le aziende di automazione, AUTOMATICA punta i riflettori sulla produzione di batterie con la mostra speciale “Produzione di batterie e automazione”. L’iniziativa, organizzata in collaborazione con VDMA Fachverband Productronic, l’istituto tecnico RWTH di Aquisgrana, il Fraunhofer Institut per le tecnologie di produzione e alcune aziende leader nella costruzione di macchine per batterie, si svolgerà nel padiglione A2. La mostra presenta l’intero ciclo di produzione delle batterie, dal rivestimento degli elettrodi al modulo finito.

Ad AUTOMATICA Forum nel padiglione B1, i relatori presenteranno ai visitatori del salone gli sviluppi attuali della tecnologia e le loro applicazioni pratiche. A questo tema specifico sarà dedicata la tavola rotonda del 23 maggio, alle ore 15.15, intitolata “Fabbricare batterie in Germania: il contributo dell’automazione”. Interverranno, fra gli altri, il Dott. Andreas Gutsch, coordinatore del progetto Competence E presso l’Istituto di Tecnologia di Karlsruhe (KIT), e il Dott. Eric Maiser, direttore del comparto dedicato alla produzione di batterie all’interno del VDMA Forum E-Motive.

Aumentano le prestazioni e la semplicità dell’ispezione in 3D

La visione industriale come tecnologia “a 360 gradi” offre soluzioni particolarmente semplici per l’industria elettrotecnica ed elettronica. È infatti disponibile un’ampia gamma di dispositivi e sistemi per realizzare applicazioni su misura, già molto diffuse. Dall’ispezione ottica di semplici componenti elettrici come cavi o spine, alla verifica di celle solari con una struttura molto sofisticata o di prodotti complessi come le schede a circuiti stampati, sono numerosi i compiti affidati ai sistemi di visione.

Nell’industria elettrotecnica, infine, emergono prepotentemente i vantaggi della visione in 3D, perché le tecnologie di base per queste applicazioni hanno registrato una forte accelerazione con la crescente disponibilità di soluzioni che uniscono velocità, precisione e facilità di utilizzo. La maggior parte dei prodotti si basa su triangolazione laser, proiezione di luce strutturata e stereovisione. I vantaggi sono affidabilità e precisione. In particolare, il mercato propone ormai soluzioni per l’ispezione di parti sia ferme sia in movimento.