Come possono le aziende manifatturiere rendere il più preciso possibile le operazioni di movimentazione interna o di bin picking? Occorrono anzitutto sensori evoluti, in grado di stimare le distanze, individuare e misurare gli oggetti. Tra le aziende più importanti della sensoristica troviamo la tedesca Wenglor Sensoric Italiana, impresa familiare (guidata dai managing director Fabian e Rafael Baur) che fa registrare revenue attorno ai 100 milioni e che si occupa da più di 40 anni di sensori optoelettronici e induttivi, a ultrasuoni, per fluidi, nonché di sistemi di elaborazione delle immagini, di scanner 2D/3D, lettori 1D/2D e di codici a barre, oltre alle tecnologie di sicurezza. Da oltre 20 anni presente in Italia con una filiale commerciale e di customer care nell’area metropolitana di Milano, Wenglor Sensoric Italia sarà presente agli Sps Italia Digital Days (dal 25 al 27 maggio) evento (quest’anno online) dedicato all’automazione digitale per l’industria, dove porterà importanti novità.
Per il mondo dell’intralogistica, Wenglor presenta una nuova versione di Wintec, sensore di distanza ad alte prestazioni, cui è stata aumentata la capacità operativa grazie alla tecnologia Dynamic Sensitivity. Quanto al Bin Picking invece, l’offerta riguarda i weCat2D/3D, con luce laser i ShapeDrive, con luce strutturata: in entrambi i casi, le nuove versioni raggiungono un livello di precisione nell’ambito dei milionesimi di millimetro. Ma il futuro dei sensori è nel machine learning: occorre un’intelligenza artificiale embedded per consentire al sensore di interpretare, con l’esperienza, situazioni mutevoli. wenglor sta muovendo i primi passi con una soluzione che, come vedremo, ha riguardato il settore farmaceutico. Ne abbiamo parlato con Elio Bolsi, general manager di Wenglor Sensoric Italiana.
Ora i sensori Wintec operano a grandi distanza e resistono in ambienti industriali estremi
I nuovi sensori con tecnologia Wintec (Wenglor free interference technology) operano secondo il principio della misurazione del “tempo di volo”. In pratica emettono una serie di impulsi luminosi e rilevano quelli riflessi dall’oggetto (target). Tali impulsi vengono poi convertiti in impulsi elettrici nell’ordine di nanosecondi che vengono quindi elaborati per individuare la differenza temporale fra luce emessa e quella riflessa. Con la tecnologia DS integrata è possibile rilevare superfici nere o luminose, anche inclinate. «è in grado di misurare la distanza dell’oggetto senza subire interferenze ambientali» – ha affermato Bolsi. È possibile peraltro montare più sensori direttamente uno accanto all’altro o uno di fronte all’altro, senza che questi si influenzino reciprocamente. Si diceva della nuova versione.
«Anzitutto – ha affermato Bolsi – il nuovo sensore è in grado di resistere in ambienti industriali particolarmente estremi, in particolare con temperature tra i – 40° Celsius e gli 80° Celsius. E ciò può avere una grande utilità nel manifatturiero. Il nuovo wintec permette di rilevare oggetti sino a 10 metri di distanza, e di rilevarne le misure». La nuova release si presta ad essere utilizzata in diversi settori industriali, come ad esempio quello alimentare, chimico e farmaceutico. «Infatti può essere munito di una custodia di acciaio Inox V4A (1.4404/316L) con omologazione Ecolab ed elevato grado di protezione IP69K, ideale per questo genere di applicazioni ».
Soluzioni ultraprecise per il bin picking
Il bin picking è un processo che definisce l’afferrare o rimuovere oggetti collocati in modo caotico in un pallet fisso o sopra un nastro in movimento. È un’attività fondamentale per la manifattura. Una volta era svolta manualmente, ora ci pensano i robot. Ma cosa dice a questi ultimi dove si trova l’oggetto, e quali dimensioni ha? Wenglor rende disponibili due soluzioni.
La prima è weCat2D/3D. Elabora le immagini in 3D: con una lama di luce laser, scansiona il profilo degli oggetti all’interno dei contenitori e li rileva tramite una telecamera integrata. «Il grado di definizione degli ultimi modelli è decisamente aumentato» – ha affermato Bolsi. Infatti si arriva fino a 12 milioni di punti di misurazione al secondo, fino a 6mila Hz di velocità di output, e ad una risoluzione massima di 17 µm.
La seconda è il sistema ShapeDrive. È dotato di una smart camera, che rileva le interferenze generate dalla proiezione di luce strutturata. Si acquisisce una nuvola di coordinate (fino a 2 milioni di punti 3D al secondo) e si ricostruisce un accurato modello dell’oggetto, su cui è possibile effettuare operazioni di valutazione dimensionale, ad es. su sezioni, superfici o volumi, così come generare confronti con modelli di riferimento.
ShapeDrive viene utilizzata anche dai carmaker: serve a rilevare l’intera geometria dei tettucci sotto forma di nuvola di punti in un solo minuto e di ricostruirla con una accuratezza che si può spingere fino a 9 µm. Tutto ciò grazie ad una soluzione messa a punto da Wenglor in partnership con Iws, azienda tedesca specializzata nella progettazione e realizzazione di automazioni e di sistemi di test e ispezione per il mondo automotive. In questo caso ShapeDrive si trova montata al polso di un robot che non è fissato a terra, bensì a un portale. Ciò rappresenta un vantaggio, in quanto permette a ShapeDrive di essere movimentato in modo del tutto libero da vincoli sia all’interno che all’esterno dell’oggetto, per registrare le immagini in maniera accurata.
Il futuro dei sensori è il machine learning
«Anche nel campo dei sensori, servono sistemi in grado di apprendere da soli» – ha affermato Bolsi. Il perché si spiega con grande semplicità. Le variabili che possono intervenire nel numero, nella disposizione, nella composizione di manufatti e componenti che ad esempio transitano su un nastro trasportatore possono essere innumerevoli. Pertanto, occorrono device con AI embedded, che li renda capaci di distinguere situazioni eterogenee. Il machine learning è esattamente questo: un insieme di algoritmi che consentono ad uno strumento di ottimizzare le proprie capacità e prestazioni nel tempo, di apprendere con l’esperienza il modo migliore di svolgere un compito. Anche Wenglor ha intrapreso questa strada. Ad esempio, nella partnership con Partena, azienda modenese specializzata nella produzione di macchine per il confezionamento in blister di prodotti farmaceutici.
L’obiettivo di Partena era quella aver un maggior controllo sul processo di confezionamento delle fiale, soprattutto nell’operazione di caricamento eseguita da un robot su un sistema a tamburo. Si trattava di verificare il corretto posizionamento delle fiale all’interno dei cassonetti, così da consentire ad un secondo robot di poterle manipolare. Ora, nel caso in cui gli oggetti risultassero posizionati in modo errato, i sensori segnalano l’irregolarità, interrompendo il processo ed emettendo nel contempo un segnale acustico di avviso. Tutto ciò grazie ai sensori optoelettronici Polybag, barriere catarifrangenti con banda luminosa modello P1EL100 di Wenglor. Questi sensori sono dotati di una funzione di autoapprendimento dinamico, consente di compensarne facilmente le eventuali aree di irregolarità presenti nei flussi dei nastri trasportatori. E di una di machine learning di precisione, mediante la quale è possibile rilevare in modo affidabile oggetti fino alla dimensione minima di 4 mm.
Wenglor vista da vicino
1. Wenglor
Wenglor è un’azienda di Tettnang, nel Baden-Württemberg, con più di 900 dipendenti. Ha sedi produttive a Sibiu (Romania) e Eching (Baviera) e commerciali in diversi Paesi del mondo, tra cui India, Malesia e Italia. In generale, i principali settori di destinazione dei prodotti di wenglor sono l’automotive, l’alimentare, il farmaceutico e la meccanica; ma anche aziende del settore della movimentazione come le industrie di bevande, legno, elettronica, carta, plastica, tessuti e imballaggi.
2. Un’ azienda familiare
Wenglor viene fondata negli anni Ottanta dall’ingegnere Dieter Baur, esperto di sensori optoelettronici tanto da inventarne un nuovo modello. Alla ricerca di un partner commerciale, trova la F.W. Wenglorz di Essen, che sarà anche il nome della nuova azienda. La produzione si svolge nella soffitta del signor Baur. Ma già a metà degli anni Ottanta l’impresa riscuote il primo successo con un sensore in ambito sanitario, noto come “l’interruttore dell’urina”. Alla fine della decade il marchio perde la zeta finale e diventa wenglor; l’azienda, nel frattempo, inventa il primo sensore a luce rossa. Anche a seguito dell’incendio del magazzino di Gemertsweiler, viene aperto lo stabilimento di Oberhof, con 50 dipendenti e un fatturato pari ad attuali 3 milioni di euro. A metà degli anni Novanta il personale raddoppia. Verso la fine di questa decade l’azienda inventa sensori intelligenti della serie K, uno dei device ottici più piccoli e venduti al mondo. E l’azienda si espande con stabilimenti e filiali commerciali prima negli Usa e poi in Romania.
Nel 2005 wenglor sviluppa il primo sensore di digital image processing, per riconoscere immagini in movimento. È la prima telecamera intelligente che Wenglor offre con interi sistemi di elaborazione. Due anni dopo viene completato il centro per la logistica, la formazione e le vendite nel parco industriale Oberhof di Tettnang, che occupa una superficie di 4.500 metri quadrati. Alla fine della prima decade del Duemila, Fabian e Rafael Baur, i due figli di Dieter, assumono la direzione. Con l’acquisizione della società Mel Mikroelektronik di Monaco di Baviera, la wenglor amplia la sua esperienza nel campo dei sensori laser. Il numero dei dipendenti in tutto il mondo sale a 900. Nel 2014 viene introdotta la smart camera WeQube. Nel 2017 per wenglor si apre una nuova era di sensori optoelettronici intelligenti, dotati di capacità di ragionamento e apprendimento Png Smart Sensors.
3. Wenglor Italia
Wenglor ha una filiale a Cinisello Balsamo. Ha 24 dipendenti fra commerciali, tecnici e personale amministrativo. Nel 2018 aveva fatturato 8,2 milioni di euro, «ma tra il 2019 e il 2020 le revenue sono calate del 15%. L’obiettivo di quest’anno è quello di tornare ai livelli del 2018, ma c’è un ostacolo: la difficoltà di approvvigionamento dei componenti elettronici. Per il 2023 invece, il traguardo è quota 10 milioni».
Gli Sps Italia Digital Days: tutte le opportunità per le imprese sulla piattaforma della fiera online
La tre giorni dei Digita Days (dal 25 al 27 maggio) presenta un menu molto ricco con 6 convegni e oltre 40 webinar su automazione avanzata, robotica meccatronica, digital&software, additive manufacturing. Saranno presentate le visioni strategiche e le soluzione che le pmi italiane posso usare per realizzare il proprio digital journey in chiave 4.0. I webinar vedranno la partecipazione di un parterre di aziende di primo piano nel settore della meccanica. Tra i relatori compaiono anche i Competence Center: dal Made 4.0 a Start 4.0, da Cim 4.0 a Bi-Rex. L’elenco completo dei partecipanti è qui. Tutti gli eventi sono disponibili online e le aziende interessate a seguirli possono registrarsi direttamente in piattaforma (il programma completo è qui).
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