SupraCycle dimostra come un magnete permanente sospeso possa essere trasferito attivamente da un modulo di automazione superconductor a un altro.
Ad Hannover Messe Festo ha presentato le evoluzioni delle tecnologie basate sui superconduttori in applicazioni di material handling, con particolare riferimento a Food & Beverage e Pharma. In primo piano il Bionic Learning Network che coinvolge università, istituti e aziende dedite alla ricerca con l’obiettivo di realizzare applicazioni industriali che traggono spunto da modelli esistenti in natura.
di Carolina Sarpi
I superconduttori sono materiali che al di sotto di una certa temperatura possono variare le proprie caratteristiche fisiche e addirittura “congelare” il campo di un magnete permanente a una distanza predefinita. Gli studi effettuati da Festo (www.festo.com) sul risparmio energetico consentono ora di creare celle criostatiche molto efficienti aprendo la possibilità di applicazioni industriali altrimenti impensabili. Se utilizzati per la manipolazione di oggetti, grazie all’assenza di contatto con le parti in movimento consentono di evitare la generazione di polveri e residui, non necessitano di lubrificanti di alcun tipo e quindi evitano rischi di contaminazione, ad esempio nell’utilizzo in ambienti asettici o particolarmente delicati.
Festo da diversi anni sta studiando le potenzialità di queste tecnologie dalle molte applicazioni mentre stanno partendo i primi progetti pilota. Alla Hannover Messe 2015, che si è svolta dal 13 al 17 aprile, l’azienda ha mostrato tre nuovi concetti applicativi assolutamente innovativi.
SupraCarrier consente di immagazzinare e spostare oggetti su rulli sospesi.
APPLICAZIONI INDUSTRIALI DI NUOVA GENERAZIONE
SupraCycle, per la prima volta, ha dimostrato come un magnete permanente sospeso possa essere trasferito attivamente da un modulo di automazione a un altro attraverso l’utilizzo di un superconduttore. Due pallet magnetici vengono mantenuti sospesi dal criostato, strumento che mantiene a basse o bassissime temperature il superconduttore, e trasferiti senza contatto uno alla volta da un criostato al successivo.
SupraHelix, nastro trasportatore rotante ad asta, adopera due criostati con superconduttori che sono sistemati a fianco l’uno dell’altro, su una unità rotante. Quando si raffreddano al di sotto della loro temperatura di transizione, i superconduttori si “attivano” e consentono di mantenere sospesa al di sotto di essi, alla distanza di 8 mm, un’asta con magneti permanenti integrati. L’asta è inclinata a 40°, per mezzo di un attuatore rotante pneumatico. Un motore passo-passo integrato pone l’asta in rotazione senza contatto. In questo modo possono essere trasportati oggetti di metallo a forma di anello da una stazione di lavoro alla successiva.
Infine, SupraCarrier consente di immagazzinare e spostare oggetti su rulli sospesi. Due criostati con superconduttori sono montati su un asse elettrico, sopra ognuno di essi due rulli magnetici sono trattenuti in sospensione. Gli assi muovono gli elementi superconduttori orizzontalmente e verticalmente con un pattern predefinito e i rulli, mantenuti sospesi dai superconduttori, manipolano le lastre sagomate spostandole da una stazione alla successiva. Il supracarrier mostra come sia possibile trasportare e manipolare oggetti non ferromagnetici lungo una linea di trasporto senza contatto.
Per la BionicANT, gli ingegneri di Festo hanno simulato anche il comportamento cooperativo delle formiche.
TRARRE SPUNTO DALLA NATURA
Nel corso dell’Hannover Messe 2015, ampio spazio è stato riservato anche ai progetti del Bionic Learning Network, associazione di Festo che coinvolge università, istituti e aziende dedite alla ricerca, con l’obiettivo di realizzare applicazioni industriali che traggono spunto da modelli esistenti in natura. Come ha spiegato Heinrich Frontzek, Head of Corporate Communication and Future Concepts di Festo, grazie alle attività del Bionic Learning Network sono state realizzate la formica bionica (BionicANT), la FlexShapeGripper, pinza che si ispira alla lingua del camaleonte, e la farfalla bionica eMotionButterfly, che potranno essere valorizzate nei sistemi produttivi intelligenti del futuro.
Per la BionicANT, gli ingegneri di Festo non hanno solo considerato come modello la delicata anatomia della formica reale, ma hanno preso in considerazione anche il comportamento cooperativo degli animali, che è stato trasferito al mondo della tecnologia usando complessi algoritmi di controllo. “Come nel caso delle formiche reali, anche le BionicANT lavorano insieme, svolgendo ruoli ben definiti“, ha puntualizzato Frontzek. “Comunicano tra loro e coordinano azioni e movimenti. Ogni formica prende le sue decisioni in autonomia, ma nel farlo è sempre subordinata all’obiettivo comune e in questo modo svolge il ruolo necessario alla risoluzione dell’attività in cui è coinvolta. Questo comportamento cooperativo può offrire all’azienda del domani nuove opportunità”. I sistemi produttivi del futuro potranno infatti essere fondati su componenti intelligenti in grado di adattarsi in modo flessibile a differenti scenari e di svolgere compiti complessi.
La pinza FlexShapeGripper può prendere, raccogliere e posare molti oggetti in diversi modi, senza il bisogno di interventi manuali.
APPLICAZIONI DI PRESA E FARFALLE BIONICHE
Le applicazioni di presa hanno spesso giocato un ruolo chiave nella produzione. Per questo, in cooperazione con l’Università di Oslo, Festo ha sviluppato la FlexShapeGripper. “Questa pinza può prendere, raccogliere e posare molti oggetti in diversi modi, senza il bisogno di interventi manuali”, ha chiarito Frontzek. “La sua caratteristica, infatti, è quella di adattarsi a differenti forme”. Questa adattabilità è resa possibile da un tappo in silicone, contenente acqua, che si avvolge attorno agli oggetti afferrati con flessibilità e nella giusta forma. In futuro, la FlexShapeGripper potrebbe essere usata in ogni attività in cui oggetti multipli con una gamma di forme diverse devono essere gestiti contemporaneamente, per esempio nel settore della robotica di servizio, per realizzare lavori di assemblaggio o maneggiare piccole parti.
Le eMotionButterflies sviluppate da Festo sono un esempio di come potrà essere il mondo della futura produzione, che si caratterizzerà per elementi complessi quali integrazione funzionale, costruzione ultra leggera e comunicazione tra sistemi individuali connessi e ottimizzati in tempo reale. Le farfalle bioniche consentono di studiare fino a che punto mondi reali e virtuali possono crescere insieme. La coordinazione tra singoli oggetti volanti è risultata autonoma e sicura grazie a una guida esterna ben connessa in rete e un sistema di monitoraggio.
La tecnologia di comunicazione e il sensore usati, che costituiscono un sistema GPS indoor, abilita le farfalle a esibire un comportamento collettivo senza pericolo di collisione. La combinazione di una tecnologia elettronica integrata e una telecamera esterna con un computer ricevente assicura stabilità del processo per mezzo di un sistema di assistenza e di monitoraggio intelligente.
Le eMotionButterflies consentono di studiare fino a che punto mondi reali e virtuali possono crescere insieme. La coordinazione tra singoli oggetti volanti è risultata autonoma e sicura grazie a una guida esterna ben connessa in rete e un sistema di monitoraggio.