In queste slide verranno illustrati i progetti realizzati con l'obiettivo di automatizzare i processi di raccolta dei dati, in ottica dell'implementazione delle linee proprie dell'industria 4.0

1. Digitalizzazione di un processo
industriale
Giulio De Biasio
5 marzo 2018

2. Introduzione
In queste slide verranno illustrati i progetti realizzati con l'obiettivo
di automatizzare i processi di raccolta dei dati, in ottica
dell'implementazione delle linee proprie dell'industria 4.0. Grazie
all'automatizzazione nella raccolta si ha:
Annullamento della probabilità d'errore
- Un dato inserito dall'operatore, specie se riferito ad operazioni
ripetitive, può facilmente contenere errori
Aumento della varietà di dati disponibili
- Utile per gli studi alla ricerca di eventuali problemi
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3. Argomenti trattati
1 Interfacciamento con la strumentazione Mitutoyo
2 Monitoraggio linea di produzione - Ballu RFID Tag
3 Sistemi di serraggio Desoutter
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4. Interfacciamento strum. Mitutoyo
DESCRIZIONE DEL PROBLEMA
Necessità di eettuare misurazioni di qualità
- Misurazione dell'eccentricità dei seggi valvole
Necessità di acquisire il dato in automatico
L'utilizzo di sistemi chiusi comporta
Dipendenza dal produttore della strumentazione
- Protocollo proprietario e software non aggiornato frequente
out of service
- Indisponibilità del dato grezzo
- Lentezza nell'acquisizione (1dato/sec)
- Costo della soluzione proprietaria
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5. Interfacciamento strum. Mitutoyo
STATO PRECEDENTE
Le strumentazioni utilizzate sono
Comparatore Mitutoyo 543-690 per l'acquisizione
Il sistema U-Wave transmitter per la trasmissione delle letture
Il sistema U-Wave receiver per la ricezione delle letture
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6. Interfacciamento strum. Mitutoyo
SVILUPPO SOLUZIONE
Lo sviluppo della soluzione lato comparatore è avvenuto attraverso
Studio del collegamento
- Mappatura pin
- Reperimento cavo di cablaggio
Studio del protocollo di comunicazione
- Reperimento documentazione
- Studio della forma d'onda con oscilloscopio
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7. Interfacciamento strum. Mitutoyo
Lo sviluppo della soluzione lato microcontrollore è avvenuto
attraverso
Scelta sistema di sviluppo
- Arduino UNO WiFi
Prototipazione della scheda di acquisizione
- Denizione elettronica a contorno
- Assemblaggio scheda di acquisizione su millefori
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8. Interfacciamento strum. Mitutoyo
Lo sviluppo ha poi toccato il lato software
Modica al rmware di Arduino per consentire l'avvio in
modalità STA
Scrittura programma
- Lettura dato comparatore
- Salvataggio su database
Test della soluzione
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9. Interfacciamento strum. Mitutoyo
UTILIZZO SENZA FILI
Lo sviluppo è continuato alla ricerca di una soluzione per l'utilizzo
stand alone.
Partendo dallo studio dei tempi di utilizzo medi
la scelta è ricaduta su un'alimentazione a ioni di litio
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10. Interfacciamento strum. Mitutoyo
Il sistema selezionato sfrutta
Controller Adafruit Power Boost 1000C
Pacco batterie generico
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11. Interfacciamento strum. Mitutoyo
Lo studio del ciclo di scarica, confrontato con i tempi di utilizzo
medi, ha permesso di vericare la bontà della soluzione scelta.
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12. Interfacciamento strum. Mitutoyo
BENEFICI APPORTATI
La soluzione sviluppata permette la risoluzione di tutte le
problematiche osservate.
Acquisizione dati è automatica e in real time
Raggiunta l'indipendenza dal produttore della strumentazione
- Disponibilità del dato grezzo per la manipolazione
Aumento delle performance
- Aumento della frequenza di acquisizione
Rilevante abbattimento dei costi strumentali
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13. Monitoraggio linea di produzione
DESCRIZIONE DEL PROBLEMA
Al ne di gestire la produzione e gli ordini si ha
Necessità di conoscere lo stato della linea in tempo reale
Necessità di acquisire in automatico i dati di posizione
- Superamento dei limiti imposti dall'inserimento manuale
possibilità d'errore
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14. Monitoraggio linea di produzione
SVILUPPO SOLUZIONE
Implementazione di un sistema distribuito di antenne e sistemi
di acquisizione per la lettura di TAG Rd
Scrittura del software di gestione e interfacciamento con il
sistema di acquisizione realizzato in PHP e Java
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15. Monitoraggio linea di produzione
Il sistema opera in UHF antenna di dimensioni ridotte
Sistema di acquisizione connesso con la rete aziendale
- Salvataggio delle letture
Polarizzazione circolare dell'onda
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16. Monitoraggio linea di produzione
Il lobo principale di 70◦ e il massimo a broadside permetteranno la
lettura del TAG posto in visibilità.
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17. Monitoraggio linea di produzione
FUNZIONAMENTO INTERFACCIA
La comunicazione avviene aprendo un socket verso il sistema di
acquisizione
Invio comando
Lettura risposta
Salvataggio su database
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18. Monitoraggio linea di produzione
BENEFICI APPORTATI
Conoscenza in tempo reale dello stato della linea
- Posizionamento dei motori e ottenimento tempi di
attraversamento
Acquisizione automatica dei dati di posizionamento
- Eliminata la possibilità d'errore
Lo stato della linea è riportato su una mappa graca
- Oltre allo stato della linea è possibile generare un report sui
tempi di attraversamento del singolo motore
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19. Monitoraggio linea di produzione
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20. Monitoraggio linea di produzione
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21. Sistemi di serraggio Desoutter
DESCRIZIONE DEL PROBLEMA
Necessità di avere un controllo ottimale sulla coppia applicata
- La coppia da applicare è denita in fase di design
Tolleranze stringenti
Fondamentale il salvataggio delle coppie di serraggio
- Utile nella ricerca di eventuali failure
- Utile nelle analisi sullo snervamento
- Incremento della qualità del prodotto nale
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22. Sistemi di serraggio Desoutter
STATO DELL'ARTE
I serraggi sono eettuati mediante chiavi dinamometriche
meccaniche
Il raggiungimento del target è segnalato da un cricchetto
- L'apposizione di un marker segnala l'avvenuto serraggio
L'informazione sulla coppia di serraggio applicata non
viene salvata
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23. Sistemi di serraggio Desoutter
SVILUPPO SOLUZIONE
Denizione di un interfaccia di comunicazione con i sistemi di
serraggio Desoutter (centraline e chiavi dinamometriche)
Comunicazione mediante protocollo Open Protocol
Salvataggio dati su database MySql
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24. Sistemi di serraggio Desoutter
La schermata di riepilogo permette la selezione del tipo di serraggio
da eettuare
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25. Sistemi di serraggio Desoutter
BENEFICI APPORTATI
Il sistema sviluppato permette
Acquisizione automatica del dato di coppia
Realizzazione di serraggi certicati
Salvataggio dell'informazione e generazione report
- Le informazioni rappresentano una carta d'identità del motore
prodotto
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26. Sistemi di serraggio Desoutter
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27. Condiderazioni nali
Gli obiettivi posti durante la fase di studio di ogni progetto sono
stati raggiunti. Alcuni dei beneci apportati sono
Automatizzazione nella raccolta dei dati
- Annullamento della possibilità d'errore data dall'inserimento
manuale dei dati
- Disponibilità degli stessi in real time
Esecuzione di serraggi certicati
- Controllo ottimale sulla coppia di serraggio
- Valore aggiunto per il cliente
Conoscenza in tempo reale dello stato della linea
- Utile per la gestione del usso produttivo
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