Una “winding machine”, o avvolgitrice, di FUJI TEKKO all’opera. Il gruppo giapponese produce questo genere di macchinari dal 1954.
FUJI TEKKO, storico costruttore giapponese di macchine per l’avvolgimento e il taglio dei materiali, ha adottato la tecnologia CC-Link IE TSN.
di Filippo Rubik
FUJI TEKKO, lo storico costruttore giapponese di macchine per l’avvolgimento e il taglio dei materiali, ha adottato la tecnologia CC-Link IE TSN per semplificare l’architettura di rete, ridurre il cablaggio e garantire comunicazioni real-time ad alte prestazioni. Un passo chiave verso la smart factory e l’integrazione tra IT e OT.
Il processo di avvolgimento è una fase critica in numerosi settori industriali, dall’agroalimentare all’automotive, dall’elettronica all’edilizia, fino ai beni di consumo. È grazie a questa tecnologia che possono essere realizzati prodotti molto diversi tra loro, come i film di sicurezza per i parabrezza o le batterie per dispositivi mobili. Proprio sul continuo perfezionamento di questo processo si fonda, fin dal 1954, la storia di FUJI TEKKO, azienda giapponese specializzata nella progettazione e costruzione di macchine per l’avvolgimento e il taglio dei materiali.
Oltre alle “winding machine”, FUJI TEKKO sviluppa e produce anche “slitter” (per il taglio di materiali in bobina) e sistemi per la gestione di materiali come carta, film plastici, fibre, gomma e metalli. Le macchine realizzate dall’azienda coprono un ventaglio estremamente ampio: si va da grandi impianti per prodotti di grande larghezza fino a sistemi di automazione di fabbrica composti da molteplici dispositivi. Alcuni avvolgitori automatici per film soffiati destinati all’agricoltura possono raggiungere dimensioni paragonabili a quelle di un edificio di quattro piani e gestire larghezze di avvolgimento fino a cinque metri. Tra i clienti figurano grandi gruppi chimici internazionali e colossi globali dell’elettronica.
Un dettaglio di una macchina FUJI TEKKO. Per una nuova realizzazione, che prevede l’impiego di ben 16 servomotori, l’azienda ha utilizzato la tecnologia CC-Link IE TSN con cui ha molto semplificato controllo e trasmissione dati.
UN PROBLEMA DI PROGETTAZIONE
Requisiti applicativi così stringenti hanno spinto FUJI TEKKO a sviluppare macchine sempre più veloci e precise, imponendo un’evoluzione continua anche ai sistemi di controllo. Per rispondere a queste esigenze, l’azienda ha scelto di progettare internamente sia i componenti meccanici sia le architetture di controllo, mantenendo un elevato livello di qualità e affidabilità.
Storicamente, però, ogni macchina utilizzava due reti di comunicazione separate: una rete ottica dedicata al controllo dei servoazionamenti e una rete Ethernet per lo scambio di informazioni e le funzioni di controllo meno critiche. Una scelta obbligata, dal momento che le architetture di rete tradizionali non consentivano di gestire in modo efficiente traffici di natura diversa su un’unica infrastruttura. Questo approccio comportava però un aumento dei costi di cablaggio, una minore flessibilità e l’impossibilità di garantire comunicazioni real-time con precisione al microsecondo, oggi sempre più rilevanti nell’era dell’Industrial Internet of Things e dell’Industria 4.0.
NUOVA TECNOLOGIA PER LE COMUNICAZIONI
In parallelo allo sviluppo delle macchine di avvolgimento, la CC-Link Partner Association (CLPA) ha portato avanti l’evoluzione delle reti industriali di nuova generazione. Tra le innovazioni più rilevanti introdotte dall’associazione spicca CC-Link IE TSN, tecnologia che combina Ethernet Gigabit aperto con il Time-Sensitive Networking. Lanciata nel 2018, CC-Link IE TSN rappresenta tuttora un unicum nel panorama del networking industriale.
Alla base di questo sviluppo c’è l’affermazione del modello di smart factory, che richiede la raccolta e l’elaborazione in tempo reale dei dati di produzione, da gestire attraverso edge, cloud o fog computing. Per soddisfare queste esigenze servono reti capaci di garantire comunicazioni di controllo stabili e ad alta velocità, insieme alla trasmissione di grandi volumi di dati informativi e a una gestione flessibile di dispositivi eterogenei.
Oggi CC-Link IE TSN è adottata da oltre 170 costruttori in numerosi settori industriali, tra cui automotive, batterie al litio, semiconduttori, food & beverage, beni di consumo ed elettronica.
Ingegneri di FUJI TEKKO al lavoro sui cablaggi della nuova macchina.
UNA SOLA ARCHITETTURA, DAL SENSORE AL CLOUD
Per rispondere alle crescenti richieste dei propri clienti, FUJI TEKKO ha sviluppato un avvolgitore a torretta biassiale dotato di 16 servomotori, impiegati sia sull’albero di avvolgimento sia sul meccanismo di rotazione della torretta. In questo contesto, l’unificazione delle due reti di comunicazione in un’unica architettura trasparente, dal livello di campo fino al cloud è diventata un obiettivo strategico.
L’adozione di CC-Link IE TSN ha consentito di semplificare l’architettura di rete, aumentare la trasparenza dei processi, migliorare la produttività e favorire una maggiore integrazione tra sistemi IT e OT. Un ulteriore vantaggio è arrivato dalla riduzione del cablaggio, con benefici sia in termini di redditività sia di sostenibilità ambientale.
“Utilizzando CC-Link IE TSN riusciamo a mantenere le elevate prestazioni di dispositivi complessi come i servoazionamenti, collegando allo stesso tempo I/O remoti, inverter e sensori che non richiedono cicli di comunicazione ad alta velocità”, spiega Yasuyuki Sugimoto, General Manager del dipartimento tecnico di FUJI TEKKO. “In questo modo massimizziamo le prestazioni di ogni dispositivo, ottenendo un controllo rapido e preciso e rispondendo alle esigenze dei clienti. Dopo la consegna, inoltre, garantiamo un servizio di assistenza completo”.
ALTE PRESTAZIONI, FLESSIBILITÀ E DIAGNOSTICA
I requisiti del progetto erano particolarmente stringenti: oltre a prestazioni elevate nel motion control, era necessario ottimizzare il ciclo complessivo di comunicazione. CC-Link IE TSN permette di utilizzare più cicli di comunicazione sulla stessa rete, riservando quelli più rapidi ai servoazionamenti e impostando cicli più lenti per i dispositivi meno critici. Allo stesso tempo, i dati informativi per il monitoraggio remoto possono viaggiare sulla stessa infrastruttura, mantenendo la promessa di una rete unica, semplice ed efficiente.
Un ulteriore punto di forza è rappresentato dalle funzioni di diagnostica avanzata, che consentono di individuare rapidamente eventuali anomalie, distribuire automaticamente i parametri e avviare la risoluzione dei problemi in tempo reale. La manutenzione remota dei dispositivi compatibili risulta così più semplice e flessibile.
Guardando al futuro, FUJI TEKKO prevede di integrare in rete sistemi di registrazione in grado di memorizzare lo stato delle apparecchiature durante i guasti, aprendo la strada a strategie di manutenzione predittiva sempre più evolute. Parallelamente, la CC-Link Partner Association continua a investire nello sviluppo di tecnologie di networking industriale all’avanguardia, confermando il proprio ruolo di pioniere nel settore. ©TECNELAB
Schema dell’architettura IT/OT di CC-Link IE TSN. Fonte: ©CLPA.
