Processo di produzione di feltro bituminoso per coperture: digitalizzazione e misurazione della velocità senza contatto

In alcuni casi l'output continuo di una singola, accurata misurazione digitale può rendere più efficace la capacità di un produttore di controllare il processo di produzione. Per IKO Roofing, uno dei principali fabbricanti di prodotti per coperture del Regno Unito, la digitalizzazione dei dati sulla velocità di produzione ha rappresentato una svolta. Grazie all'uso di una nuova tecnologia di misurazione senza contatto basata sui laser di SICK, è riuscita a risolvere un problema ricorrente che tormentava gli ingegneri in uno dei suoi impianti nel Regno Unito. Ma non solo, in questo modo ha potuto aiutare anche i responsabili produttivi, a migliaia di chilometri di distanza, a monitorare la produzione, i costi e la qualità dei prodotti. 

IKO Roofing è un'azienda globale che realizza prodotti per la copertura, l'impermeabilizzazione e l'isolamento, con oltre 30 stabilimenti di produzione in tutto il Nord America e in Europa.  In quanto azienda verticalmente integrata, i dirigenti della sede centrale in Canada tengono sotto controllo l'efficienza produttiva e la qualità dei prodotti. 

Processo di produzione di feltro bituminoso per coperture 

Indipendentemente dal fatto che il prodotto finale sia destinato agli uffici di un grattacielo o a un capanno da giardino, la produzione del feltro per coperture segue sempre gli stessi principi di produzione: sulla macchina lunga 30 metri, il bitume viene applicato a 170 ° C su uno strato base di supporto largo 1 metro, prima che i minerali e gli ulteriori materiali vengano aggiunti in base a delle formule gelosamente custodite, in un processo continuo. 

Per consentire la produzione di una lunghezza di feltro continua, ogni volta che occorre un nuovo rotolo di strato di base, questo viene giuntato alla fine del rotolo precedente. Un meccanismo di accumulo viene utilizzato come cuscinetto per garantire che il processo di produzione continui sempre alla stessa velocità. Nel processo di produzione continua, un valore è più importante di qualsiasi altro: la velocità di avanzamento della linea che controlla la quantità di materiale applicato, che quindi è direttamente proporzionale al livello di conformità del prodotto finale con la ricetta del prodotto. Più questa velocità si avvicina all'obiettivo, il cosiddetto 100%, migliore sarà la qualità del prodotto. 

Output diversi

Gli ingegneri di Appley Bridge avevano però un problema: l'output del contatore digitale rilevava la velocità da un sensore di prossimità allineato a un meccanismo a ingranaggi situato all'inizio del procedimento. I dati sulla velocità della linea venivano inseriti nel sistema MES (Manufacturing Execution System) globale PRODAC dell'azienda da un encoder posizionato sull'avvolgitore alla fine della macchina. 

Di conseguenza, operatori e dirigenti del Regno Unito, sia nel Regno Unito che nella sede centrale dell'azienda in Canada, utilizzavano dati sulla velocità provenienti da fonti diverse, con il risultato di rilevare regolarmente delle discrepanze nelle letture. Gli operatori rischiavano, quindi, di inseguire un obiettivo irraggiungibile per ottenere il 100% di velocità e qualità, in risposta al feedback del senior management. 

Misurazione della velocità di prodotto senza contatto 

"Per ottenere una misurazione accurata, vogliamo rilevare la velocità del prodotto, piuttosto che la velocità della macchina, che non tiene conto dello slittamento del prodotto. L'utilizzo di un sensore come un encoder con ruota misuratrice a diretto contatto con il prodotto rappresenta un problema per un materiale come il feltro per coperture, che può essere caldo o appiccicoso all'inizio del processo, oltre ad essere soggetto a una significativa usura” ha dichiarato Paul Hayward, Responsabile della Progettazione. 

"Volevamo anche abbandonare i dispositivi di misurazione che devono essere integrati nella macchina. Possono incrostarsi di sporcizia durante il processo ed essere difficilmente accessibili per la manutenzione o la sostituzione". 

Sensore laser senza contatto 

La combinazione di convenienza e precisione del sensore laser di superficie senza contatto SPEETEC di SICK ha rappresentato un'opzione interessante per IKO. Grazie a questo, il personale di supporto di SICK ha lavorato a stretto contatto con il team di ingegneri di Wigan per installare il prodotto.

Il robusto alloggiamento in alluminio di SPEETEC misura soltanto 140 mm x 95 mm x 32,5 mm ed è ideale per le condizioni operative dello stabilimento di Wigan. Lo SPEETEC è stato configurato e integrato direttamente nel controllore a logica programmabile (PLC) Allen-Bradley® della macchina, senza la necessità di aggiungere ulteriori dispositivi elettronici per elaborare l'output del segnale. La misurazione viene convertita automaticamente nel sensore in segnali TTL/HTL identici a quelli di un encoder incrementale, in modo da poter essere facilmente integrati nel sistema di controllo della macchina. 

L'output digitale dello SPEETEC è stato integrato sia con il contatore ottico della velocità, che con il sistema PRODAC MES di IKO, dove viene utilizzato per fornire misurazioni sul piano di produzione, oltre ad essere accessibile in remoto dal team di gestione internazionale. 

I tecnici dell'assistenza SICK si sono rivelati estremamente utili nel fornire supporto e assistenza tecnica per l'installazione del prodotto” prosegue Hayward. “Sebbene il sensore SPEETEC sia piuttosto sofisticato, l'output effettivo non è complicato. Il sensore effettua le operazioni più complesse e noi ne ricaviamo informazioni semplici". 

Output di dati coerenti 

Darren Pratt, Product Manager di SICK per il Regno Unito per i sensori di controllo del movimento, commenta: “Il team IKO Roofing di Wigan è uno dei primi produttori di materiali edili nel Regno Unito a beneficiare dell'efficacia del principio di misurazione senza contatto SPEETEC. Come molti dei nostri clienti, sono rimasti piacevolmente sorpresi dall'economicità del prodotto e dalla facilità d'integrazione e utilizzo con le macchine esistenti. In genere, il ritorno sull'investimento per uno SPEETEC può essere raggiunto in meno di 12 mesi. 

“Ora, nelle nostre riunioni giornaliere di progettazione e nelle comunicazioni con la sede centrale di IKO, possiamo essere certi di disporre di dati digitali accurati. Lo SPEETEC continua tranquillamente il suo lavoro, con un'accuratezza pari al 100% ed è tutto regolare. È letteralmente il caso di dire: nessuna nuova, buona nuova!”.

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