INFORMATIZZAZIONE A LIVELLO FABBRICA E A LIVELLO UFFICI.

SISTEMA INFORMATICO INTEGRATO PER LA PRODUZIONE DI SUOLE IN POLIURETANO.

tag a radiofrequenza

Attualmente quando termina la produzione del manufatto relativa ad uno stampo presente su una giostra rotativa e tale stampo viene sostituito con un altro proveniente dal magazzino stampi, occorre programmare tutte le macchine e tutte le attrezzature disposte attorno alla giostra in funzione dei dati diversi che sono associati a tale stampo. Ciò comporta un grave dispendio di tempo ed è fonte di possibili errori che possono alterare la qualità del manufatto, se non addirittura danneggiare le attrezzature disposte intorno alla giostra.

       Il sistema di identificazione elettronica a radiofrequenza si basa su un’unità di lettura costituita da un controller e da una antenna esterna e su più transponders.

I transponders non hanno una sorgente di alimentazione propria (per questo vengono definiti “passivi”) e sono costituiti da un piccolo chip e da una bobina. Quando entrano nel raggio operativo del lettore, essi vengono attivati dal segnale a radiofrequenza emesso dal lettore, trasmettono un “data stream” (flusso dati) di 64 bit con un ciclo di lettura/trasmissione pari ad alcuni millesimi di secondo.  Il numero di identificazione è esclusivo e programmato con il laser durante il processo di fabbricazione e non può essere modificato in seguito.

In particolare tali transponders rispondono ai seguenti requisiti che sono richiesti dal vostro particolare processo produttivo:

1.Sono in grado di resistere alla seguente escursione termica senza deteriorarsi:     -35°C      +180°C.

2.Sono assolutamente impermeabili e resistenti all’azione di agenti chimici corrosivi .

3.Sono assolutamente insensibili a eventuali detriti di produzione che possano depositarsi sulle sue facce: pezzi di poliuretano, olii, grassi,ecc.

 

L'unità di controllo per antenna ha le seguenti caratteristiche:

Frequenza operativa 125 Khz

Alimentazione 9-12 Vdc

Escursione termica 0-70°C

Grado di protezione IP50

Uscita dati RS232 9600 baud

 

Il software di controllo ha le seguenti funzioni:

·     Interfacciarsi con l’operatore affinché egli possa variare i dati relativi ad una stazione.

·     Ogni volta che la “giostra” esegue un “passo”, presentando una nuova stazione di fronte all’unità di lettura, il software svolge le seguenti funzioni:

1.Controlla se il dato proveniente dall’unità di lettura relativamente a quella particolare stazione coincide con quello memorizzato, sempre per quella particolare stazione, ma al giro precedente. Se i due dati coincidono, non viene eseguita alcuna modifica.

2.Se i due dati differiscono , il programma va a cercare in un proprio archivio dati (Database) tutti i dati associati in maniera univoca al codice identificativo  appena trasmesso dal “Transponder”.

3.Se il “record” relativo al codice identificativo appena trasmesso non esiste ( e quindi se la forma NON E’ stata in produzione almeno una volta),come dati di produzione relativi al nuovo ciclo di cardatura vengono trasmessi valori di default.

4.Il software di gestione consente  di VISUALIZZARE ciascun “record” contenente i dati di produzione relativi ad uno stampo, MODIFICARLO e MEMORIZZARLO.

 

 

Con questo nuovo metodo la programmazione in automatico dei dati inerenti allo stampo che sta per entrare in produzione  è automatica.

La sola cosa da fare è : sostituire lo stampo.

 

INTRODUZIONE

La sostituzione degli stampi su giostre destinate alla produzione di suole in PU è un evento la cui frequenza è recentemente aumentata.

Ciò è dovuto principalmente alle seguenti ragioni:

·        Il numero di suole per ciascun lotto di ordine è DIMINUITO.

·        Ordini URGENTI non pianificati obbligano a:

o       togliere dalla giostra alcuni stampi in produzione

o       sostituirli con quelli relativi all’ordine urgente

o       ripristinare gli stampi originali

·        CODE di produzione dovute a differenze tra il numero programmato di suole da produrre e quello realmente prodotte.

 

PROBLEMI CHE DEVONO ESSERE RISOLTI A LIVELLO FABBRICA

Attualmente quando uno stampo viene sostituito, è necessario riprogrammare  i dati relativi al colatore e a ai macchinari disposti intorno alla giostra stessa in funzione dei dati diversi che sono associati a tale stampo (per esempio: Robot di estrazione, robot di siliconatura, secondo colatore,…).

Ciò comporta un grave dispendio di tempo ed è fonte di possibili errori che possono alterare la qualità del prodotto finito o addirittura provocare degli scarti ( si pensi ad una errata digitazione del peso delle suole).

Inoltre i dati di programmazione del colatore e di tutti macchinari disposti attorno alla giostra devono essere considerati come un patrimonio aziendale e come tali salvati e tutelati.

 

PROBLEMI CHE DEVONO ESSERE RISOLTI A LIVELLO UFFICIO

L’ufficio di programmazione e pianificazione ha diverse difficoltà nel seguire la produzione perché non ha disposizione dati di produzione certi e sicuri.

L’impiegato dell’ufficio programmazione prende nota alla sera del numero dei giri delle varie giostre. Al mattino successivo esegue la stessa operazione e calcola la produzione come differenza tra  i due valori.

Questa procedura di calcolo della produzione non è sicura e corretta a causa delle seguenti ragioni:

·        La differenza tra i numeri di giri è un “valore medio” che non tiene in considerazione la storia specifica di ciascuno stampo. (Durante la notte qualche particolare stampo può essere stato tolto per alcuni giri per motivi di pulizia o di manutenzione).

·        Se durante la notte era prevista la sostituzione di qualche stampo, nessuno può garantire che l’operatore abbia effettuato l’operazione esattamente al giro programmato. Se lo stampo è stato sostituito qualche giro prima o dopo, alcune suole saranno state prodotto in eccesso, ma altre risulteranno mancanti. (Anche se l’impiegato dell’ufficio programmazione “presume” una produzione “corretta”).

 

Se l’ufficio programmazione non ha a disposizione dati certi e sicuri, si possono verificare i seguenti problemi:

·        Difficoltà nel reparto spedizioni perché gli ordini non sono completi

·        Possibilità di colare nuovamente suole già colate semplicemente perché “non si trovano”.

 

Le conseguenze di tali inefficienze operative sono le seguenti:

·        Perdita di tempo

·        Perdita di produzione

·        Perdita di denaro

 

INFORMATIZZAZIONE A LIVELLO FABBRICA E A LIVELLO UFFICI

 

L’informatizzazione a livello fabbrica e a livello uffici risolve i problemi precedentemente descritti.

 

LIVELLO FABBRICA

 

Obiettivo:

Quando uno stampo deve essere sostituito l’operatore non ha niente da digitare: tutti i dati sono trasmessi in automatico a tutti i macchinari disposti attorno alla rotativa.

 

Soluzione:

1.     Ciascuno stampo viene equipaggiato con “pasticca” a radio frequenza

2.     L’antenna legge il codice univoco che è scritto nel “chip” della “pasticca”

3.     Il software cerca nel proprio archivio i dati relativi a ciascun particolare stampo e li trasmette ai macchinari disposti attorno alla rotativa.

 

Più precisamente:

Le caratteristiche principali di ciascuna “pasticca” sono:

·        Si tratta di un dispositivo di sola lettura costituito da una bobina ed un “chip”.

·        All’interno non si trova alcuna batteria e quindi la “pasticca” non ha bisogno di alcuna manutenzione ed è “per sempre”.

·        Quando la “pasticca” entra nel raggio di azione dell’antenna viene alimentato dal campo magnetico emesso dall’antenna stessa e trasmette un “data-stream” (flusso dati) di 64 bit.

·        Il codice di identificazione contenuto nella “pasticca” è esclusivo ed è programmato con il laser durante il processo di fabbricazione. Esso non può essere modificato in seguito.

·        La “pasticca” può resistere alla seguente escursione termica senza deteriorarsi: -35°C  + 180°C.

·        E’ assolutamente impermeabile e resistente all’azione di agenti chimici corrosivi che vengono comunemente usati per la pulizia degli stampi, quali ad esempio il DMF.

·        E’ assolutamente insensibile a eventuali detriti di produzione che possano depositarsi sulle sue facce: pezzi di poliuretano, oli, grassi, sporcizia in generale, etc.

·        La “pasticca” può essere facilmente fissata allo stampo con una brugola M8 e può sostenere tutti gli urti a cui uno stampo è sottoposto durante il processo produttivo delle suole in PU.

 

L’antenna è piazzata vicino alla giostra in una posizione precedente a tutti i macchinari che devono essere riprogrammati quando uno stampo viene sostituito.

 

Al software sono preposti i seguenti compiti:

·     Interfacciarsi con l’operatore affinchè egli possa variare i dati di stampaggio relativi ad una stazione.

·     Ogni volta che la “giostra” esegue un “passo”, presentando una nuova stazione di fronte all’unità di lettura, il software svolge le seguenti funzioni:

1.   Controlla se il dato proveniente dall’unità di lettura relativamente a quella particolare stazione coincide con quello memorizzato, sempre per quella particolare stazione, ma al giro precedente. Se i due dati coincidono, non viene eseguita alcuna modifica.

2.   Se i due dati differiscono , il programma va a cercare in un proprio archivio dati (Database) tutti i dati associati in maniera univoca al codice identificativo  appena trasmesso dal “Transponder”.

3.   Se il “record” relativo al codice identificativo appena trasmesso non esiste ( e quindi se lo stampo NON E’ stato in produzione almeno una volta),come dati di produzione relativi al nuovo stampo vengono trasmessi valori di default.

4.  Se il “record” relativo al codice identificativo appena trasmesso esiste (e quindi se lo stampo E’ stato in produzione almeno una volta),  i dati di stampaggio (Peso, Peso parziale, Velocità, Da, A, etc) relativi a quel particolare stampo, montato su quella particolare stazione, vengono trasmessi in automatico al quadro di comando della giostra , al robot di estrazione, al robot di siliconatura e al colatore del secondo colore.

·     Il software di gestione consente  di VISUALIZZARE ciascun “record” contenente i dati di produzione relativi ad uno stampo, MODIFICARLO e MEMORIZZARLO.

 

 

 

 

LIVELLO UFFICIO

 

Dal momento che il sistema riconosce automaticamente quando uno stampo è stato sostituito, viene creato un file in cui sono registrati in automatico e con certezza i seguenti dati:

1.     Data e orario in cui lo stampo è entrato in produzione

2.     Data e orario in cui lo stampo è uscito di produzione

3.     Numero di giri della giostra in cui lo stampo è entrato in produzione

4.     Numero di giri della giostra in cui lo stampo è uscito di produzione

5.     Numero REALE di suole prodotte per ciascuno stampo

6.     Numero REALE di suole prodotte per ciascun articolo

7.     Numero reale di suole prodotte per ciascun turno

 

Tutti i dati sono salvati in file in formato Microsoft ACCESS. In tal modo sono resi disponibili per altri scopi e utilizzi.

 

Viene mostrato un grafico in cui è registrata la velocità di rotazione di ciascuna giostra durante le 24 ore. Da questo grafico può essere letto se e quando la giostra è stata fermata (per esempio per cambiare l’ugello). Si può inoltre controllare se durante la notte la giostra è stata fermata per un certo tempo ( per concedersi un riposo) e poi accelerata per realizzare la produzione prevista.

 

E’ possibile connettere tutti i PC in rete Ethernet con gli uffici: in questo modo, dagli uffici è possibile vedere on-line il reale numero di suole prodotte per ciascun articolo.

 

Con questa soluzione è possibile “dimostrare” la produzione del reparto stampaggio, evitando così di stampare ciò che è stato già stampato.

 

Se l’ufficio di programmazione può fornire un file di interfaccia (per esempio in formato testo) in cui viene specificata la lista degli stampi che devono essere sostituiti (lista del cambio stampi), è possibile mostrare direttamente nel display del PC a livello fabbrica quando è il giusto momento per sostituire lo stampo (informando l’operatore 5 giri prima). 

 Più precisamente:

Ciascuna “pasticca” non contiene alcuna informazione relativa allo stampo. La pasticca contiene solo un codice: un esclusivo numero esadecimale. Nessun altra “pasticca” può avere lo stesso codice. (Possiamo considerarla come la “targa” dello stampo).

I seguenti sono esempi di codice contenuti in quattro differenti “pasticche”:

0100A1B8F1

0100A1C02F

0100A1D960

0100A1DA4F

 

TUTTE LE INFORMAZIONI SONO CONTENUTE ALL’”INTERNO DEI PC”.

E’ il software che associa il codice di ciascuna “pasticca” con le informazioni che uno desidera.

In questo modo non c’è alcuna necessità di scrivere “dentro” la “pasticca” e la “pasticca” stessa può essere un dispositivo di “sola lettura” (che è più affidabile ed è “per sempre”).

Il software è scritto usando Microsoft Visual Basic e i dati sono salvati usando Microsoft ACCESS.

 

Un tipico record di Microsoft ACCESS potrebbe essere il seguente:

 

Codice della “pasticca”

Articolo

Numero

Sinistro/Destro

Dati del Robot di Estrazione

Dati del Robot di Siliconatura

Numero del COLORE

Posizione Iniziale Carrello  Materiale 1

Posizione Finale del Carrello          Materiale 1

Peso Totale                                   Materiale 1

Peso Parziale                                 Materiale 1

Velocità del carrello                       Materiale 1

Portata                                          Materiale 1

Inclinazione dello Stampo   Materiale 1

Posizione Inizio Carrello                Materiale 2

Posizione Finale del Carrello          Materiale 2

Peso Totale                                   Materiale 2

Peso Parziale                                 Materiale 2

Velocità del carrello                       Materiale 2

Portata                                          Materiale 2

Inclinazione dello Stampo   Materiale 2

 

Questi dati possono essere associati alla “pasticca” in maniera “permanente”. Li possiamo chiamare “Dati Permanenti”. Per nostra comodità ci possiamo immaginare che essi “Viaggino con lo stampo”. Ovviamente il valore di ciascun “Dato Permanente” può essere modificato in qualsiasi momento.

 

Ci sono altri dati che dipendono da ciascun specifico ordine. Li possiamo chiamare “Dati Dinamici” (dipendenti cioè dall’ORDINE).

Essi sono:

1.      Quantità di suole da produrre

2.      Numero del COLORE

3.      MATERIALE

 

Il software AUTEC può conoscere i “Dati Dinamici” solo se è creato un FILE DI INTERFACCIA (generalmente in formato testo) con il software di gestione e pianificazione della produzione. In questo file deve essere scritta la LISTA degli stampi che devono essere sostituti, ovviamente per ciascuna giostra e per ciascuna stazione.

 

Quando uno stampo viene sostituito (per es. giostra n° 3, stazione n° 12), l’antenna legge il codice del nuovo stampo (per es. 0100A1B8F1) e invia tale codice al PC AUTEC. In ogni istante questo PC conosce la stazione che è di fronte all’antenna. In questa maniera il PC AUTEC riconosce che nella stazione 12 è entrato un nuovo stampo ( e di tale stampo conosce articolo e numero).

Il software AUTEC cerca nel database Microsoft ACCESS i “Dati Permanenti” del robot di estrazione e del robot del distaccante. Questi dati sono immediatamente trasmessi ai robot.

La giostra non può essere immediatamente programmata perché mancano i seguenti due dati: Colore e Materiale.

Il software AUTEC cerca nel FILE DI INTERFACCIA qual è il prossimo stampo che deve essere sostituito nella giostra n°3, stazione n°12. Per tale particolare giostra (3) e per tale particolare stazione (12), vengono letti i seguenti dati:

·        Quantità di suole da produrre

·        Colore

·        Materiale

 

Il software AUTEC CONTROLLA che il nuovo stampo che entra in produzione corrisponda per articolo e per numero a quello programmato dal software di pianificazione della produzione. Se ciò non accade viene visualizzato un messaggio di avvertimento sul display del PC.

Supponiamo che il Colore sia il n°3 e il materiale il n°1.

Il software AUTEC cerca nei “Dati Permanenti” tutte le informazioni connesse al Materiale 1. (Posizione Iniziale Carrello, Posizione Finale Carrello, Peso Totale, etc).

Il software AUTEC ha ora TUTTE LE INFORMAZIONI riguardanti la programmazione della giostra e trasmette tali dati alla giostra stessa.

I questo modo sono automaticamente programmati:

·        Colatore della giostra

·        Robot di Estrazione

·        Robot di Siliconatura e/o Applicazione del Pennello

 

 

FAQ

 

Domanda:

Può l’operatore a bordo giostra avere accesso all’area dati dell’ufficio di pianificazione?

Risposta:

Assolutamente no. L’operatore a bordo giostra può avere accesso solo ad alcune aree dati. Altre sono protette da password. In ogni caso egli non potrà mai modificare i dati dell’ufficio di pianificazione: il software AUTEC e il software dell’ufficio di pianificazione colloquiano tramite un FILE DI INTERFACCIA.

 

Domanda:

Supponiamo che per un determinato stampo sia prevista una produzione  di 200 pezzi. Dopo 150 giri, a causa di una urgenza, tale stampo viene sostituito con quello relativo all’urgenza. Tamponata l’urgenza, lo stampo originale viene ripristinato.

Come si comporta il software AUTEC?

Risposta:

Se viene montato sulla giostra uno stampo relativo ad un urgenza che non era stato programmato (e che quindi non si trova nel FILE DI INTERFACCIA),  il software AUTEC non conosce i seguenti due dati: Colore e Materiale.

IL software AUTEC PRESUME che il Colore e il Materiale rimangono invariati, cioè li stessi dello stampo precedente. Si presume infatti che se l’ordine è urgente, lo stampo sia collocato in una giostra in cui quel Colore e quel Materiale siano già presenti.

A questo punto il software AUTEC ha TUTTE le informazioni per programmare lo stampo in automatico e le trasmette così ai robot e alla giostra.

Quando l’ordine urgente è completato, il software AUTEC riconosce che lo stampo originale è stato ripristinato e riprende a calcolare il numero delle suole prodotte esattamente dal punto in cui era stato interrotto.

 

Domanda:

Se per una determinata stazione (per es. 34) è prevista una produzione di 300 pezzi, ma durante lo stampaggio mi accorgo che ho 20 scarti, come posso intervenire tramite il software AUTEC?

Risposta:

E’ possibile modificare immediatamente nel PC AUTEC il numero delle suole da produrre cambiandolo da 300 a 320.

Dopo 315 giri comparirà il seguente messaggio sul display del PC : “Attenzione tra 5 giri devi sostituire lo stampo della stazione 34 con lo stampo… (Articolo e numero)”.

Dopo 316 giri comparirà il seguente messaggio sul display del PC : “Attenzione tra 4 giri devi sostituire lo stampo della stazione 34 con lo stampo… (Articolo e numero)”.

……..

……..

Dopo 320 giri comparirà il seguente messaggio sul display del PC: “Attenzione ora è il giusto momento per sostituire lo stampo nella stazione 34 con lo stampo … (Articolo e numero).

 

Domanda:

Gli ordini che sono stati inseriti nel programma di pianificazione devono essere inseriti di nuovo nel software AUTEC?

Risposta:

No. Si continua a lavorare normalmente con programma di pianificazione. Il FILE DI INTERFACCIA con software AUTEC viene creato automaticamente.

 

Domanda:

Esiste un grafico che tenga conto della “velocità” della giostra nelle 24 ore? Come funziona?

Risposta:

Si. Esso funziona secondo la seguente modalità:

Il sistema calcola il tempo in secondi che la stazione 1 impiega passare di fronte all’antenna. Questo valore è continuamente aggiornato in un registro. Il PC legge tale valore durante tutto il giorno e lo mostra su un grafico. L’asse X rappresenta le 24 ore della giornata. Sull’asse Y viene riportato il valore letto nel registro (la “velocità” della giostra espressa in secondi).

Se la giostra ruotasse sempre alla stessa alla stessa “velocità” (per es. 200 secondi), nel grafico otterremmo una retta parallela all’asse X ( con valore Y di 200).

Immaginiamo che alle ore 4, la giostra sia stata fermata per 1200 secondi (20 minuti).

Nel grafico, al valore X di 4, noteremmo un picco di 1200 secondi.

In sostanza, nel grafico si può leggere SE , QUANDO e PER QUANTO TEMPO la giostra è stata fermata.

 

Domanda:

L’inclinazione del piano porta stampo è un dato molto importante. Può tale dato essere integrato nel software AUTEC?

Risposta:

Si. Autec ha progettato e realizzato un manipolatore che rileva in automatico l’inclinazione del piano porta stampo. L’idea che ha portato alla realizzazione di tale manipolatore è stata la seguente: Se uno stampo ha lavorato ha lungo con una certa inclinazione senza produrre scarti, perché dovrei cambiare l’inclinazione la prossima volta che esso entra di nuovo in produzione?  E’ probabile che proprio cambiando inclinazione produca scarti.

La parte più importante di questo manipolatore è rappresentata da una slitta con comando pneumatico che tocca il piano porta stampo. Questa slitta muove un trasduttore di posizione. Nel momento in cui la slitta tocca il piano porta stampo, una misura è rilevata e memorizzata. Il software pone in relazione questa misura con l’inclinazione del piano porta stampo. Questa misura è rilevata ogni qual volta la giostra esegue un passo.

Il software memorizza quindi l’inclinazione con cui lo stampo ha lavorato durante l’ultima volta che lo stampo è stato in produzione.

Quando tale stampo ritorna in produzione, il software AUTEC controlla che l’inclinazione del piano porta stampo coincida con quella con cui ha lavorato l’ultima volta (ovviamente è accettata una certa tolleranza; generalmente  7 mm).

Se l’inclinazione è fuori dall’intervallo previsto, il software segnala con un messaggio tale anomalia.

 

Domanda:

La rilevazione automatica dell’inclinazione del piano porta stampo ha influenza anche sul robot di estrazione e di siliconatura?

Si.    Se l’inclinazione del piano porta stampo è fuori dall’intervallo previsto, il robot di estrazione e di siliconatura vengono disabilitati.

 

Domanda:

Che cosa succede se l’operatore ha realmente necessità di cambiare l’inclinazione del piano porta stampo (per es. si stanno formando bolle)?

L’operatore può confermare che ha necessità di lavorare con questa nuova inclinazione.

In questo caso il software AUTEC memorizza la data e l’orario in cui è stata variata l’inclinazione del piano porta stampo, rendendo così l’operatore responsabile del cambiamento effettuato.

Il software AUTEC calcola la nuova traiettoria del robot di Estrazione e del robot di Siliconatura e/o Applicazione del Pennello che riprendono così a lavorare.

 

Domanda:

E’ possibile programmare i dati dello stampo prima che entri in produzione?

Risposta:

Si. AUTEC ha progettato e realizzato una stazione in cui è possibile rilevare i dati geometrici dello stampo. Viene fornito un tastatore con 3 assi cartesiani: asse X=350 mm; asse Y=150 mm; asse Z = 150 mm.

La parte terminale del tastatore viene portata nel punto che l’operatore vuole memorizzare. Viene premuto un  tasto di conferma e tale punto viene acquisito in memoria.

La parte terminale viene poi portata in un nuovo punto appartenente alla traiettoria e di nuovo viene premuto il tasto di conferma.

La procedura viene ripetuta per tutti i punti che vogliamo acquisire.

Tali dati vengono poi elaborati dal  software  AUTEC e trasmessi ai vari macchinari.

 

Domanda:

Come è possibile memorizzare i dati geometrici dello stampo, prima che entri in produzione, se non è ancora nota l’inclinazione del piano porta stampo che verrà scelta?

Risposta:

I dati geometrici sono calcolati e memorizzati ponendo lo stampo in un piano ORIZZONTALE. Quando lo stampo entra in produzione, in funzione dell’inclinazione  rilevata dal dispositivo che rileva l’inclinazione del piano porta stampo, il software AUTEC calcola automaticamente le traiettorie da far eseguire al robot di estrazione e al robot di siliconatura e/o applicazione del Pennello.