ifm electronic GmbH

Nello stabilimento di produzione e sviluppo di Tettnang, sul Lago di Costanza, ifm electronic GmbH si affida a robot di trasporto mobili autonomi per alleggerire la pressione sui dipendenti e implementare una produzione snella. Sei robot del produttore danese Mobile Industrial Robots (MiR) riforniscono le linee di produzione di materiale. Un vantaggio fondamentale: ifm è in grado di programmare autonomamente i robot MiR, ampliandone le capacità con la propria tecnologia dei sensori. Ciò consente al produttore di elettronica di adattare facilmente l'uso dei robot al suo dinamico e agile layout di produzione in qualsiasi momento.

Flessibile e individuale come un'azienda familiare, ma professionale e di alta qualità come un'impresa: questo è ciò che rappresenta ifm electronic GmbH, fondata nel 1969. L'azienda è leader mondiale nella produzione di sensori, controllori e sistemi innovativi per l'automazione industriale e la digitalizzazione. Presso lo stabilimento di Tettnang, circa 1800 dipendenti sviluppano e producono articoli come sensori di posizione e di processo, sensori per il controllo del movimento e tecnologie di sicurezza. Per soddisfare gli elevati requisiti di qualità e consentire una produzione ottimale, ifm segue il principio del lean management, anche per quanto riguarda l'intralogistica.

"Per noi è importante che i nostri dipendenti possano concentrarsi sui processi a valore aggiunto. Inoltre, volevamo ridurre il materiale sulle linee di produzione e garantire la fornitura just-in-time. Automatizzare la nostra intralogistica era quindi il passo più logico", afferma Ulrich Beller, Lean Manager e Project Manager per l'implementazione di AMR presso ifm electronic GmbH. Per l'azienda era inoltre fondamentale rimanere flessibile in un ambiente di produzione dinamico. Pertanto, ifm ha optato per i robot mobili autonomi, in breve AMR, di Mobile Industrial Robots. A differenza dei tradizionali sistemi di veicoli guidati automatizzati, questi gestiscono senza anelli di induzione o marcature sul pavimento. Grazie a una serie di funzioni di sicurezza come sensori, scanner laser e telecamere, sono in grado di rilevare in modo affidabile gli ostacoli fissi e in movimento e di rallentare o prendere misure evasive. In caso di modifica del layout di produzione, gli AMR possono quindi essere impiegati rapidamente su nuovi percorsi.

ifm ha iniziato il suo progetto di automazione nel 2018 con un AMR, modello MiR100, che fornisce materiale alle linee di un capannone di produzione. A tal fine, un dipendente richiede manualmente il robot, il quale si aggancia al rack sviluppato internamente da ifm, preleva il materiale richiesto, lo porta alla destinazione immagazzinata e lo trasferisce alla stazione di consegna.

Per bilanciare la tolleranza durante l'aggancio, ifm ha integrato il proprio sensore ottico sul robot per la prima fase del processo. Questo controlla se il contenitore di trasporto è stato trasferito correttamente. "Un vantaggio fondamentale delle soluzioni fornite da Mobile Industrial Robots è che possiamo utilizzare la nostra tecnologia dei sensori per espandere le capacità dei suoi robot. Questo è stato un prerequisito importante per la creazione e l'espansione del nostro complesso sistema intralogistico automatizzato", spiega Beller. Inoltre, ifm è in grado di configurare autonomamente il software per la mappatura e il controllo della sequenza dei programmi. "Non abbiamo bisogno di alcun supporto esterno per la programmazione, poiché ci siamo assunti la completa responsabilità dello sviluppo, della progettazione e della costruzione delle stazioni di trasferimento, della messa in funzione e dell'espansione del sistema", continua Beller.

Intralogistica automatizzata con sviluppo interno

Dopo che l'uso iniziale dei robot ha dato buoni risultati, ifm ha deciso di dotare di AMR un altro capannone di produzione molto frequentato. A tal fine, l'azienda ha sviluppato ulteriormente il suo sistema di scaffalature e ha progettato scaffalature drive-through. "Il nostro nuovo sviluppo combina il prelievo e la consegna dei container in un unico processo. Le scaffalature drive-through ci consentono di essere due volte più veloci rispetto alla variante di attracco e di gestire il ritmo veloce e la frequenza della richiesta di ordini. Abbiamo sviluppato il sistema completamente in casa e ne deteniamo anche il brevetto", spiega Ulrich Beller.

Il sistema è puramente meccanico: quando il robot MiR si muove attraverso il sistema di scaffalature, una forcella viene prima premuta verso il basso per consegnare il contenitore. La forcella si piega poi verso l'alto e tira un nuovo contenitore da trasporto sul robot. In totale, ifm ha installato 17 sistemi di scaffalatura per la raccolta e la consegna, dotati di 130 sensori ifm.

Flotta MiR: La flotta di robot sotto controllo

La richiesta d'ordine nella linea di produzione viene effettuata quando un dipendente preleva un contenitore dal buffer di consegna della scaffalatura drive-through. Il cambiamento di stato dell'interruttore di prossimità fotoelettrico ifm OJ montato sotto il contenitore genera una missione per richiedere un nuovo ordine. Da quel momento in poi, l'AMR si occupa della raccolta dei contenitori degli ordini.

Per questo processo, un controllore logico programmabile (PLC) interroga continuamente i sensori installati sui sistemi di scaffalatura e sui robot in merito al loro cambiamento di stato. Se lo stato di un sensore sullo scaffale o sul robot cambia di conseguenza, il PLC inoltra questa informazione al sistema di controllo MiR Fleet tramite un'interfaccia WLAN. Questo distribuisce la missione risultante a un AMR, che la esegue. Nell'assegnare la missione, il controllo della flotta tiene conto dello stato di carico degli AMR e di quale AMR è più vicino alla destinazione.

Sei robot controllano il trasporto dei materiali

Oggi, sei robot mobili MiR100 riforniscono di materiale un totale di 14 linee di produzione su tre turni. Completano più di 1000 missioni al giorno. Ogni robot percorre fino a 30 chilometri al giorno. "I robot ci hanno dato un grande sollievo, perché prima dovevamo trasportare noi stessi le pesanti scatole attraverso il capannone di produzione", afferma Markus Siedenburg, responsabile di sezione presso ifm electronic GmbH. "La fornitura centralizzata dell'AMR ha liberato risorse che possono essere utilizzate a valore aggiunto. È solo durante i lavori di manutenzione o simili che notiamo le distanze e le quantità di ordini gestiti dai robot ogni giorno", continua Siedenburg.

Non è solo ifm a essere convinta dell'uso dell'AMR: il concetto di intralogistica automatizzata sviluppato in proprio ha ricevuto il premio "Fabbrica dell'anno" nel 2021. Questo ha portato ifm all'attenzione di altre medie imprese che volevano automatizzare la loro intralogistica. "A seguito del premio, abbiamo ricevuto molte richieste da parte di altre medie imprese che desiderano esaminare da vicino il nostro sistema. Di conseguenza, stiamo sviluppando un concetto di consulenza nell'intralogistica e, in collaborazione, la vendita dei sistemi di scaffalatura", riferisce Ulrich Beller. "Stiamo inoltre installando i robot MiR in altri stabilimenti Ifm in tutto il mondo. Nel nostro stabilimento di Tettnang stiamo pianificando ulteriori sviluppi, tra cui il riconoscimento dei container. Quindi, ci sono ancora molti progetti sul tavolo da disegno!"