Caso de estudo

A Dimac concebe e desenvolve soluções inovadoras para a inspeção a 100% de elementos de fixação e pequenas peças metálicas. A empresa identificou o EtherCAT e o controlo baseado em PC da Beckhoff como as pedras angulares da próxima geração de máquinas de seleção. Graças a estas tecnologias, a máquina concetual La Mille, o milésimo projeto da Dimac, será ainda mais rápida, mais potente e pronta a integrar sistemas adicionais.

O PC embutido CX5240 e os terminais EtherCAT conectados, incluindo a extensão EtherCAT EK1110 para configurar uma topologia de linha, oferecem os níveis necessários de desempenho e flexibilidade para a integração de módulos de função adicionais. Foto: Beckhoff.

A Dimac srl, sediada em Tortona, Itália, afirma ser uma das poucas empresas no mundo especializada no fabrico de máquinas de alta velocidade para a triagem e controlo de qualidade a 100% de pequenas peças metálicas e fixadores. “Um ritmo rápido significa atingir 1200 peças por minuto”, explica Guido Noce, diretor-geral da Dimac. Com uma quota de exportação superior a 70% e mais de mil máquinas instaladas, a empresa fornece os principais fabricantes americanos e europeus de elementos de fixação. O setor automóvel destaca-se como um dos seus mercados mais importantes. Para além de parafusos, porcas e anilhas, as máquinas Dimac são utilizadas para inspecionar uma vasta gama de componentes, desde motores, airbags e outros componentes eletromecânicos a botões de jeans, pequenos parafusos de óculos e elos de correntes.

A grande variedade de peças e quantidades exige uma solução de automatização flexível e potente para os sistemas de triagem e inspeção. Isto porque a tecnologia de controlo determina, em última análise, a velocidade e a fiabilidade das máquinas. Com o seu conceito La Mille, a Dimac iniciou um projeto ambicioso com o objetivo de redesenhar completamente a solução de automação existente, de modo a melhorar ainda mais o desempenho e a fiabilidade das máquinas.

“A fiabilidade das nossas máquinas é o resultado de um conceito baseado num único software que é constantemente atualizado com variantes e novas funções”, explica Guido Noce. Ao longo dos anos, as numerosas extensões da solução anterior conduziram a limitações no funcionamento e na gestão do software. Após 25 anos de camadas de software sobrepostas, chegou o momento de dar um novo salto tecnológico. “Ao realizar uma análise de mercado entre os fornecedores de automação, descobrimos que as tecnologias de controlo EtherCAT e baseadas em PC da Beckhoff eram as que melhor se adequavam às nossas necessidades”, enfatiza Enrico Ottaviano, gestor de engenharia da Dimac. Guido Noce acrescenta: “com La Mille, queremos testar exaustivamente o melhor que acreditamos que o mercado oferece atualmente. O objetivo é criar uma plataforma de automação que irá moldar as próximas gerações de máquinas Dimac.

Guido Noce (à direita), diretor-geral, e Enrico Ottaviano (à esquerda), diretor de engenharia e I&D (ambos da Dimac), em frente à máquina concetual La Mille com processamento de imagem já integrado no TwinCAT HMI. Foto: Beckhoff.

“Optámos pelo EtherCAT e pela tecnologia de controlo baseada em PC da Beckhoff principalmente devido à sua abertura e desempenho, ” sublinha Ottaviano. O objetivo era encontrar uma solução que não exigisse uma topologia específica e que não prendesse a empresa a um fornecedor ou a um grupo limitado de fabricantes. O protocolo aberto EtherCAT e os numerosos fornecedores de mestres, dispositivos, atuadores e soluções correspondentes satisfazem este requisito. Além disso, os tempos de ciclo e os intervalos de atualização para periféricos descentralizados deveriam ser significativamente mais curtos do que anteriormente. No que diz respeito a desenvolvimentos futuros, o objetivo é reduzir os tempos de ciclo de 10 ms para aproximadamente 1 ms. Guido Noce comenta: “Mesmo durante os primeiros testes, apercebemo-nos de que podíamos alcançar o desempenho necessário com o protocolo EtherCAT de alto desempenho.

Outro aspeto importante foi a possibilidade de usar software aberto e padronizado e ambientes de desenvolvimento, como o IEC 61131-3. “É precisamente por causa destas propriedades que decidimos a favor do sistema de software TwinCAT da Beckhoff”, acrescenta Ottaviano. A Dimac utiliza um PC embutido CX5240 com um processador Intel Atom com uma frequência de relógio de 1,6 GHz (quatro núcleos) como controlador; outro PC industrial está atualmente a ser utilizado para a aplicação de processamento de imagem. Na primeira fase, a equipa do projeto queria garantir que o processamento de imagens não estava sujeito a influências externas.

Para o utilizador final da máquina, o conceito de controlo La Mille significa um aumento da velocidade do sistema de triagem, bem como critérios de inspeção adicionais. “A nossa solução aumenta a produtividade, o número de estações e o número de inspeções que a nossa máquina pode realizar no futuro”, afirma Noce. Além disso, a natureza aberta do EtherCAT permite a integração de outros componentes. Os utilizadores também beneficiam da facilidade de utilização significativamente melhorada com base no TwinCAT HMI, por exemplo, para tarefas de diagnóstico e configuração. Além disso, a Dimac integra o software de processamento de imagem na visualização e pode assim combinar todas as funções da máquina num painel de controlo Beckhoff.

O processamento de imagem é uma parte importante das máquinas de triagem e inspeção da Dimac. Foto: Beckhoff.

Normalmente, a inspeção e a triagem a 100% das peças só têm lugar após a produção. No próprio processo de produção, os parâmetros mais importantes de um componente ainda são medidos manualmente e verificados aleatoriamente no laboratório. No entanto, as empresas de produção estão cada vez mais interessadas em integrar os dados das máquinas de triagem nos processos de inspeção durante a produção e em utilizar os dados objetivos e fiáveis para a melhoria contínua da qualidade e para a manutenção preditiva.

A Dimac já está a trabalhar na integração de cobots, eixos lineares e sistemas de transporte no seu conceito de máquina, de modo a substituir as inspeções clássicas do operador, utilizando calibradores de encaixe e outros tipos de calibradores, por verificações automáticas por amostragem. Guido Noce diz: “vemos o controlo baseado em PC e EtherCAT como tecnologias-chave para estas aplicações, que muitas vezes fomos forçados a abandonar no passado devido a custos de desenvolvimento excessivos. O controlo baseado em PC oferece as funções necessárias num sistema integrado: controlo, processamento de imagem, movimento, segurança, interface homem-máquina, conetividade e interoperabilidade”. Enrico Ottaviano e a sua equipa são apoiados pela equipa de apoio da Beckhoff. “Estamos muito satisfeitos com o suporte técnico em termos de know-how e tempos de resposta. A utilização do EtherCAT e do controlo baseado em PC como arquitetura de automação vai levar a nova geração de máquinas Dimac a um novo nível em termos de desempenho, fiabilidade e capacidade de análise de dados, ” sublinha Ottaviano.