Basti pensare al tagliaerba a batteria del 1973 o al computer per l’irrigazione degli anni ’80: GARDENA ha sempre dimostrato di essere un innovatore particolarmente sostenibile. Tuttavia, l’era dell’Industria 4.0 e i limiti ecologici ed economici sempre più evidenti della resilienza pongono anche alla filiale del Gruppo svedese Husqvarna, attiva a livello globale, la sfida di produrre in rete, più velocemente e, soprattutto, in modo più ecologico. I prerequisiti fondamentali per una produzione sostenibile e orientata al futuro sono già stati soddisfatti grazie a un partner: Con la tecnologia di sollevamento rotativo e lineare all’avanguardia dello specialista di azionamenti LinMot, GARDENA è riuscita a ridefinire la precisione, la velocità e la sostenibilità dei suoi impianti di produzione.
GARDENA ci ha fornito un’affascinante panoramica sulla produzione del suo prodotto più venduto. Scoprite nel nostro video come la filiale svedese di Husqvarna è riuscita a ridefinire precisione, velocità e sostenibilità dei suoi impianti di produzione grazie alla nostra tecnologia.
Ritorno alle origini
130 litri pro capite. È questa la quantità di acqua che ogni persona in Germania utilizza ogni giorno per bere, lavarsi, pulire e cucinare. Una quantità considerevole, ma solo una frazione del consumo totale effettivo. Questo perché un indicatore spesso invisibile, la cosiddetta acqua virtuale, contribuisce molto di più all’uso eccessivo delle risorse idriche. Se si include questa acqua incorporata, necessaria per la produzione di alimenti, bevande, abbigliamento e altri beni di consumo, l’impronta idrica ammonta a circa 7.200 litri al giorno pro capite, o a 219 miliardi di metri cubi all’anno per l’intera Germania – secondo i risultati del progetto di ricerca dell’Università Tecnica di Berlino. Non c’è dubbio che i produttori industriali di molti settori con i loro impianti di produzione, alcuni dei quali sono grandi come capannoni, abbiano una parte significativa nell’esplosione delle cifre relative al consumo di acqua indotto. Tuttavia, GARDENA è consapevole di questa responsabilità e delle conseguenze che ne derivano e da decenni progetta i propri processi produttivi con una visione ecologica del futuro dell’acqua. “Sia i nostri prodotti che la loro produzione dovrebbero essere più delicati, più efficienti e più economici”, così Heribert Wettels, responsabile delle pubbliche relazioni di GARDENA, riassume brevemente la filosofia dell’azienda.
Il fatto che questa filosofia sia sempre stata vissuta è dimostrato al meglio dal sistema di irrigazione a goccia modulare della filiale Husqvarna, che da decenni è leader assoluto del mercato nel settore consumer. Il Micro-Drip System (MDS) è una soluzione di irrigazione efficiente dal punto di vista delle risorse che fornisce acqua goccia a goccia dove le piante ne hanno bisogno: le radici. “La prima versione del sistema MDS è stata lanciata nel 1985. Questo molto prima dei grandi dibattiti sulla sostenibilità e della siccità in Europa”, spiega Heribert Wettels, responsabile della comunicazione, illustrando la storia delle origini del sistema di irrigazione e sottolineando l’approccio ecologico dell’azienda, che nel corso degli anni ha avuto un impatto anche sulla tecnologia di automazione degli impianti di produzione. “Poiché la nuova generazione del sistema Micro-Drip è stata rinnovata da zero, è stato necessario sviluppare ulteriormente il sistema di produzione e la sua tecnologia di azionamento”, afferma Reinhold Steck, responsabile della progettazione di macchine speciali di GARDENA, spiegando gli aspetti tecnici del cambiamento. Poiché il sistema MDS è già al quarto stadio di espansione, questo avanzamento dei processi produttivi ha dovuto riguardare quasi tutti i livelli della tecnologia di azionamento. “Nei primi tre stadi di espansione dell’MDS erano in uso soluzioni convenzionali”, spiega il responsabile della progettazione Steck. Poiché la nuova generazione di sistemi doveva offrire una maggiore affidabilità di base e di processo, una maggiore precisione nel controllo della forza e nei parametri di processo, nonché un’ottimizzazione della sostenibilità e dell’efficienza energetica, il percorso del reparto speciale di costruzione macchine ha portato inevitabilmente a un produttore, secondo Steck, “dove abbiamo finalmente trovato la soluzione per i nostri impegnativi compiti di pick-and-place”. Perché è proprio in questi processi che i sistemi di azionamento LinMot sono imbattibili in termini di dinamica e precisione”.
PR02 – Precisione con la semplice pressione di un pulsante
L’implementazione di sistemi industriali per la chiusura, l’avvitamento o l’assemblaggio precisi e dinamici è una sfida estremamente complessa con le soluzioni servo convenzionali. I vari componenti, come i due tipi di servomotori, le pinze, i tubi flessibili, i sensori, ecc. devono essere coordinati tra loro e inclusi nella progettazione. Ciò rende la realizzazione di macchine industriali efficienti dispendiosa in termini di pianificazione, materiali, costi e tempo, ma non promette la massima precisione e versatilità nella lavorazione di componenti di piccole dimensioni, come nel caso del Micro-Drip-System di GARDENA. Ad esempio, il gocciolatore per le colture a file e il gocciolatore terminale, ideale per irrigare in modo selettivo e risparmiare acqua anche in caso di dislivelli, sono molto piccoli e richiedono quindi un nuovo livello di precisione nell’assemblaggio. “Con due servomotori è possibile effettuare un azionamento controllato dalla forza, ma con la grande massa da spostare si perde la precisione richiesta dai sistemi MDS”, spiega il responsabile della progettazione Steck, illustrando il problema di base dell’assemblaggio di piccole parti con i classici servoazionamenti. È qui che emerge il primo, decisivo punto di forza dei motori PR02: grazie al servomotore rotativo disaccoppiato dei moduli di sollevamento-rotazione LinMot, solo l’albero del motore deve essere accelerato o frenato, il che significa che la massa da spostare è molto più piccola, sia in senso rotatorio che lineare, e la forza di avanzamento può essere definita in modo molto preciso, anche nei processi allineati verticalmente.
Al motori lineari rotativi PR02
Ma non sono solo i processi negli stabilimenti GARDENA a beneficiare delle proprietà dei motori PR02. LinMot, in qualità di leader di mercato nel campo dei servomotori tubolari, riconosce tutte le esigenze dei clienti: Che si tratti di avvitatura, assemblaggio o tappatura, i motori rotativi di sollevamento della serie PR02 si distinguono per l’elevata flessibilità, la dinamica, la sicurezza e il collegamento in rete. Sequenze di movimento esattamente riproducibili e registrabili sono garantite da sensori di forza e coppia calibrabili che, oltre ai setpoint forniti dal servocontrollore, offrono la possibilità di monitorare e valutare i parametri di processo come la forza di pressatura, la coppia, l’angolo o la posizione lineare disponibili in tempo reale per ogni processo con una precisione migliore o uguale all’1% del valore nominale. “Questo permette anche di adattare i parametri di controllo in modo molto più preciso al contorno del rispettivo componente”, conferma Steck, sottolineando i vantaggi che ne derivano per GARDENA: “Grazie alla precisione dei motori LinMot PR02, i nostri sistemi sono più stabili nel processo e i tempi di reazione e di ciclo sono diventati significativamente più brevi”, afferma il responsabile della progettazione. Mentre 15 anni fa un tempo di ciclo di 6-7 secondi era del tutto sufficiente per le condizioni e le quantità di produzione di allora, oggi i sistemi MDS e i motori di sollevamento-rotazione LinMot in essi utilizzati sono progettati come macchine ad alta velocità e lavorano con un tempo di uscita di 1 o 2 secondi, e questo anche in due corsie. “Questi tempi di ciclo non sono più realizzabili per via pneumatica”, afferma il responsabile della progettazione Steck, riferendosi al già citato contagocce. Grazie al LinMot PR02, questo può essere avvitato al pezzo a T in soli 0,3 secondi.
Inoltre, i componenti LinMot possono soddisfare altri requisiti speciali che derivano dalla particolare posizione del reparto di progettazione GARDENA: “Un elevato grado di flessibilità degli azionamenti è particolarmente importante per noi, poiché sviluppiamo sempre nuovi sistemi speciali personalizzati per i rispettivi nuovi prodotti”, riferisce il responsabile della progettazione. Durante il processo, i parametri e i contorni possono cambiare radicalmente e rapidamente sia sul lato del prodotto che su quello della macchina, per cui la regolazione delle singole posizioni deve essere rapida, facile e precisa. “Grazie alla loro flessibilità, i componenti LinMot tengono il passo con tutte le regolazioni delle macchine di produzione alla velocità della luce e tutte le modifiche possono essere effettuate in pochissimo tempo”, afferma Reinhold Steck.
Processi completamente automatizzati grazie ai componenti LinMot: Indipendentemente dalle dimensioni, dal materiale, dal contorno o dalla complessità dei pezzi da lavorare, i processi completi di pick-and-place vengono implementati in modo rapido, economico e sostenibile con i moduli lineari e i motori rotativi di sollevamento LinMot.
Moduli lineari LinMot – pacchetto completo invece di complessità
I moduli LinMot DM01, SM01 e SM02 altamente dinamici, sono unità preassemblate pronte per l’installazione. Rappresentano un’ulteriore evoluzione delle guide B e H di LinMot, già in uso da oltre 20 anni, e presentano tutti i vantaggi di progettazione di una moderna guida. Heribert Wettels: “Un sistema GARDENA non è una soluzione standard. Questo significa anche che i componenti che vi sono installati devono avere un alto grado di flessibilità. Inoltre, in quanto costruttori di macchine speciali, i nostri colleghi hanno a che fare con molte tecnologie diverse. È qui che i LinMot devono adattarsi perfettamente”. Una sfida che i moduli lineari LinMot superano a pieni voti: Perché i moduli DM01 sono in grado di implementare un numero infinito di sequenze di movimento per ogni applicazione del cliente. Grazie alle numerose classi di resistenza, alle dimensioni e alle lunghezze di corsa, nonché agli accessori opzionali specifici per il settore, come l’interno del motore completamente lavabile per i processi di pulizia e sterilizzazione sul posto, le versioni in acciaio inossidabile, lo statore completamente incapsulato e le lunghezze di corsa fino a 2 metri, le guide lineari e i moduli LinMot sono imbattibili in qualsiasi ambiente di produzione e macchina.
Anche la modularità dei moduli lineari LinMot ha convinto gli ingegneri GARDENA. Da un lato, i moduli lineari hanno lo stesso controllo dei motori rotativi di sollevamento già in uso, il che rende la configurazione elettrica dei sistemi GARDENA molto più veloce ed efficiente. Dall’altro lato, i numerosi fori di centraggio nelle piastre frontali e nel blocco guida consentono un fissaggio meccanico rapido, versatile e preciso del carico o di altri moduli LinMot. “Durante la fase di sviluppo, LinMot ci ha fornito un supporto molto intenso”, afferma Felix Kaifel, responsabile della pianificazione del progetto software per i sistemi MDS. Questo ha permesso a GARDENA di studiare i vari processi e di determinare le sequenze di programma ottimali attraverso una configurazione di prova. E così, grazie alla funzione cinematica di entrambi i moduli lineari LinMot assemblati, è stato possibile realizzare entrambi gli assi X e Y della sequenza di movimento con punti d’angolo a terra. “Questi vantaggi dei moduli lineari LinMot ci permettono di muoverci in modo molto più delicato sull’azionamento e sulla macchina e allo stesso tempo più veloce, senza movimenti a scatti”, riferisce il project manager Kaifel.
Sicuri ed efficaci con gli azionamenti di sicurezza
È risaputo che nella produzione industriale in Germania si applicano elevati standard di sicurezza. Per gli
ingegneri di GARDENA, la sicurezza funzionale offerta da LinMot è quindi particolarmente importante. Gli azionamenti LinMot con l’opzione -2S contengono un modulo di sicurezza integrato e certificato nella stessa custodia. In combinazione con i motori -2S, ciò consente l’implementazione di funzioni di sicurezza quali la riduzione della velocità in sicurezza (SLS) e l’arresto in sicurezza (SOS). “Con l’opzione di sicurezza -2S di LinMot, non solo siamo diventati più sicuri, ma anche più comodi, sia nella ricerca guasti che nella messa in servizio dei sistemi di produzione”, spiega il project manager Kaifel. Ad esempio, grazie all’elevata sicurezza di base dei componenti LinMot -2S, i cancelli di sicurezza dei sistemi possono essere aperti quando il motore è alimentato per insegnare le posizioni o per eliminare i guasti. “Tale eliminazione dei guasti non è solo più sicura, rapida ed efficiente, ma aumenta anche la disponibilità del sistema. Questo si è rivelato un vantaggio essenziale per un rapido avvio della produzione e delle vendite di tutti i nostri prodotti stagionali per il giardino di GARDENA”, afferma il responsabile della pianificazione del progetto software.
Il tuttofare assoluto per le applicazioni pick-and-place: L’eccezionale modularità e la possibilità di combinare sistemi a due assi, nonché accelerazioni fino a 50 m/s e velocità fino a 5 m/s fanno sembrare antiquate le soluzioni convenzionali e rendono i moduli LinMot DM01 ineguagliabili in ogni applicazione del cliente.
Sostenibilità o efficienza?
Circa 15 anni fa, si trattava di una questione decisionale in cui la sostenibilità escludeva l’efficienza o l’efficienza escludeva la sostenibilità. Oggi, tuttavia, la collaborazione tra GARDENA e LinMot dimostra che una produzione industriale rispettosa del clima e una maggiore efficienza non devono necessariamente escludersi a vicenda, ma possono addirittura portare a ulteriori vantaggi con la giusta tecnologia di azionamento. La collaborazione tra GARDENA e LinMot offre infatti un doppio contributo: da un lato, vengono creati prodotti che trattano le risorse naturali in modo rispettoso dell’impronta ecologica e, dall’altro, vengono sviluppati nuovi processi produttivi che aiutano a ridurre in modo efficiente il consumo di acqua della produzione industriale. “Per GARDENA è logico investire in tecnologie di automazione sostenibili. La partnership con LinMot avrà quindi un forte sviluppo”, riassume Heribert Wettels. “I sistemi sono già stati consegnati agli stabilimenti in Repubblica Ceca, Cina, Stati Uniti e Australia. Ciò significa che le macchine speciali con componenti LinMot sono posizionate e apprezzate a livello globale quanto la stessa azienda GARDENA”.
