Cavagna Group

Cavagna Group ha richiesto un sistema di supervisione per una linea di assemblaggio e collaudo high-tech completamente automatizzata per valvole.

Sistema di supervisione per linea di assemblaggio automatica

La sfida

Cavagna Group ha deciso di realizzare una linea di assemblaggio e collaudo high-tech completamente automatizzata per valvole.

Questo tipo di progetto lungimirante rende precisione, rapidità e affidabilità elementi essenziali e richiede una particolare attenzione nella progettazione e pianificazione della soluzione, poiché il sistema è stato progettato per funzionare in modo completamente robotizzato 24 ore al giorno, nonché in assenza di supervisione diretta.

Al fine di raggiungere tale obiettivo, Cavagna ha organizzato una linea di produzione altamente avanzata formato da 20 unità per garantire diverse operazioni contemporaneamente come l'assemblaggio, il collaudo e il packaging. La linea di lavoro è composta dalle seguenti 20 stazioni:

• 5 robot Denso
• 4 PLC Omron
• 7 robot Kawasaki
• 3 PC
• 1 camera Cognex

Il seguente diagramma mostra i collegamenti e le interconnessioni tra queste unità:

Questa soluzione di lavoro è stata strutturata per essere rapida e organizzata: le valvole sono prodotte in lotti in base alle esigenze dei clienti e, tra la fine delle operazioni precedenti e l'inizio delle successive, il sistema deve poter avere un cambio di produzione breve per  iniziare a lavorare il più rapidamente possibile.

L'intera linea deve essere gestibile da una sola stazione di monitoraggio, da cui gli utenti possono selezionare le commesse, monitorare le stazioni di lavoro e ricevere dati, statistiche di produzione, allarmi e notifiche in tempo reale.

Fondamentale è quindi la solidità della soluzione dal momento che è di primaria importanza per Cavagna che questa riesca ad interfacciarsi con il sistema informativo aziendale per:

• Gestione delle commesse;
• Ottenere i parametri delle valvole di produzione;
• Interagire con sistemi di controllo di qualità già esistenti;
• Accesso ai database di archiviazione dei dati per tracciabilità dei prodotti;
• Aggiornare i sistemi delle analisi statistiche.

Infine questa soluzione richiede versatilità in quanto il software per la supervisione e il controllo deve facilmente permettere aggiunte ed integrazioni future, come i diversi tipi di stazioni di lavoro (per esempio diversi marchi di PLC o robot). La versatilità, in ogni caso, non è solo fondamentale per l'aggiunta di nuovi elementi, ma anche, più spesso, nel caso di sostituzione delle stazioni esistenti: cambiare l’hardware deve essere facilmente gestibile e deve richiedere le minime modifiche sui componenti software correlati.

La soluzione

T4SM ha progettato una soluzione personalizzata per ottenere il completo controllo e la supervisione sulla linea di assemblaggio. Il risultato, dopo un’analisi intensa e attenta, è un sistema di supervisione realizzato in linguaggio LabVIEW che interagisce con programmi client (anche questi sviluppati con LabVIEW) gestendo la comunicazione con gli altri dispositivi fisici.

T4SM è riuscita a definire uno standard unico per tutte le stazioni di lavoro delegando ad altri client ogni procedura specifica di comunicazione. La seguente sezione del diagramma UML mostra la soluzione progettata:

La programmazione in LabVIEW OOP (Object-Oriented Programming) ha notevolmente aiutato nella costruzione di un'architettura di comunicazione standard tra il supervisore e i client. Per quanto riguarda il collegamento tra client e stazione di lavoro, le modalità specifiche di scambio dati tra di essi sono stati inclusi nel client stesso, in modo che il supervisore possa utilizzare un’unica modalità di comunicazione con tutti i dispositivi. Il diagramma seguente mostra un esempio di quanto appena spiegato:

L'intera comunicazione tra supervisore e client è stata gestita dalla libreria SCCT (Smartphone & Cross-Platform Comunication Toolkit), che ha notevolmente semplificato lo sviluppo del sistema grazie al broadcasting e alle funzionalità peer to peer. SCCT ha inoltre permesso di scambiare sia cluster che oggetti definiti in LabVIEW tra le applicazioni, guadagnando una notevole quantità di tempo durante lo sviluppo della comunicazione tra le diverse applicazioni.

Il supervisore è stato integrato con successo con i sistemi ERP di Cavagna attraverso un database MS-SQL e file di scambio dati, garantendo al cliente una completa integrazione della linea di produzione con tutti gli altri sistemi già in azione.

La gestione delle statistiche è stata realizzata programmando moduli parametrici che permettono ai tecnici di Cavagna di creare e modificare tutte le statistiche relative sia a singole stazioni che ai loro moduli di lavoro, nonché di creare statistiche personalizzate per la linea di lavoro mediante formule definibili dagli utenti.