Caso di studio: la flessibilità intralogistica incontra la flessibilità di Delta Line

Delta Line è parte integrante del movimento di molte applicazioni in tutto il mondo. Siamo parte attiva in una vasta gamma di settori, come l’agricoltura, il medicale, l’intralogistica, la robotica e persino i prodotti di consumo. Siamo diventati un partner di fiducia in tanti settori grazie anche al nostro duplice valore aggiunto: forniamo un’ampia scelta di prodotti personalizzabili e offriamo un supporto ingegneristico di alta qualità a livello globale. Uniamo la nostra esperienza nelle soluzioni di movimento con la conoscenza delle applicazioni dei nostri clienti per creare tecnologie e prodotti all'avanguardia. Questo caso di studio spiega come le soluzioni di movimento Delta Line aiutano gli AMR (robot mobili autonomi) di prossima generazione a superare le sfide relative al movimento, alle dimensioni e al carico utile.

La sfida dell’ottimizzazione dello spazio: piani di movimento orizzontali e verticali

La tecnologia per supportare le strutture di magazzinaggio, distribuzione, micro-fulfillment (o micro-distribuzione, come preferisci tu) e stoccaggio dell'e-commerce continua ad evolversi man mano che hardware e software maturano. La maggior parte di queste strutture oggi dipende da sistemi AS/RS (sistemi di movimentazione automatica ad alta densità di stoccaggio), che offrono incredibili vantaggi in termini di ottimizzazione dell'utilizzo dello spazio, di efficienza, di precisione e di velocità. Il sistema AS/RS è costituito dall’hardware (ad esempio, scaffali, apparecchiature di recupero e shuttle) ed è controllato dal WMS (Warehouse Management System) e dal WES (Warehouse Execution Software). In genere, in questi sistemi gli shuttle vengono utilizzati per trasportare le merci all'interno del magazzino al fine di incrementare l'efficienza e ridurre i tempi di percorrenza dei dipendenti. I sistemi di trasporto automatici possono essere classificati in due categorie: AMR (robot mobili autonomi) e AGV (veicoli a guida automatizzata). Gli AMR sono robot sofisticati, dotati di intelligenza artificiale, apprendimento automatico e sensori per aiutarli a spostarsi in modo indipendente all'interno del magazzino con un intervento umano limitato. Viceversa, gli AGV vengono guidati mediante strisce magnetiche, fili o sensori e viaggiano lungo percorsi predefiniti. Se paragoniamo un sistema AS/RS a un corpo umano, l'hardware AS/RS è lo scheletro mentre gli AMR e gli AGV sono le cellule del sangue che si muovono attraverso tutto il sistema.

L'infrastruttura varia molto tra distribuzione, centri di micro-fulfillment (micro-distribuzione) e magazzini. Ogni singolo magazzino potrebbe presentare leggere differenze, ma tutti sono progettati per massimizzare lo spazio di stoccaggio sia in orizzontale che in verticale. Lo sfruttamento dello spazio in verticale viene massimizzato in molti modi diversi con vari livelli di complessità: gru fisse, shuttle robot o sistemi di stoccaggio cubico. La missione del nostro cliente è sviluppare un AMR per il recupero dei pacchi che si muova sia in orizzontale (lungo il pavimento del magazzino) che in verticale (lungo la struttura della scaffalatura).

Uno shuttle robot AMR completamente autonomo con un sistema di guida, ruote e sistema di recupero verticale dei pacchi richiede, a bordo, una grande quantità di motori e di elettronica di controllo. I motori servono per azionare le ruote motrici, estendere il braccio telescopico di recupero del pacco, riposizionare le ruote per il movimento lungo la scaffalatura o sul pavimento, azionare le pinze per scatole e attivare il sistema di elevatori. Ciascun motore doveva essere configurato per il suo movimento dedicato. Il team di ingegneri Delta Line ha collaborato con il team di ingegneri del cliente fin dalla fase iniziale di ideazione. Insieme abbiamo progettato e definito i dodici motori adatti e l'elettronica di controllo. Grazie alla collaborazione iniziale, alla nostra competenza, al nostro ampio portafoglio prodotti e alle nostre capacità di personalizzazione, siamo riusciti a creare un sistema di movimento molto efficiente in termini di prestazioni, volume, costi e assemblaggio. Il portafoglio di prodotti Delta Line comprende azionamenti multi-asse che supportano fino a tre motori. Per questo AMR, i dodici motori totali sono controllati da quattro azionamenti personalizzati.


Robot agili e la nostra soluzione

Le dimensioni del robot, il volume del carico utile e il peso complessivo sono gli elementi critici che un produttore AMR deve gestire, soprattutto considerando il fatto che questi shuttle sono alimentati a batteria. La tendenza è quella di concentrarsi sulla riduzione dello spazio e del peso a livello dei componenti. Tuttavia, è essenziale tenere in considerazione il sistema di movimento completo fin dall'inizio del progetto. Cablaggi e connettori, ad esempio, sono spesso la causa dell’utilizzo di spazio in eccesso. La capacità di progettare il giusto sistema di movimento risponde alla doppia esigenza di ottenere buone prestazioni e di ridurre le dimensioni complessive del robot. AMR e AGV richiedono un numero elevato di motori, e ancora di più con l’aggiunta di funzionalità extra. Per rispondere alle esigenze meccaniche di questa applicazione abbiamo optato per una combinazione di otto motori BLDC e quattro servomotori. I sistemi di comando rappresentavano una delle sfide principali. Il sistema elettronico doveva gestire alti livelli di corrente (superiori a 10A rms), essere basato esclusivamente su fieldbus di comunicazione EtherCAT e includere uscite digitali specifiche dei freni. Date le capacità di personalizzazione e la flessibilità di Delta Line, siamo riusciti a sviluppare un sistema di comando EtherCAT su misura a 3 assi per correnti fino a 12A rms. Questa soluzione di azionamento multi-asse è stata scelta per i suoi vantaggi nella riduzione dell’ingombro dei componenti (meno azionamenti e cablaggi) e nell’efficienza dei costi. Poiché ci sono pochi azionamenti a 3 assi ad alta corrente per il crescente settore di AMR e AGV, abbiamo aggiunto questi azionamenti a 3 assi al nostro portafoglio di componenti standard. Oggi i nostri azionamenti Phoenix sono disponibili nel nostro catalogo in due versioni: un modello embedded più piccolo (senza alloggiamento), in grado di controllare motori BLDC fino a 3A rms, e una versione con alloggiamento standard che controlla motori BLDC fino a 12A rms.

Il controllo che Delta Line ha sul nostro processo di produzione elettronica ci consente di fornire facilmente firmware personalizzati per sistemi plug and play senza richiedere quantitativi minimi d’ordine proibitivi. Mettiamo a disposizione la soluzione di movimento più adatta e una supply chain semplificata per consentire ai nostri clienti di concentrarsi sul loro software. Sono i clienti dell’intralogistica e dei robot mobili come i nostri che stanno cambiando il panorama dell'e-commerce, del magazzino, del micro-fulfillment (della micro-distribuzione), della distribuzione e delle strutture di stoccaggio. I motori e gli azionamenti Delta Line, configurabili e personalizzabili, aiutano la prossima generazione di robot mobili autonomi a superare le sfide di movimento, dimensioni e carico utile. L’ampia varietà dei nostri prodotti e la nostra totale presenza collaborativa nell’ingegnerizzazione sono un’importante risorsa per gli sviluppatori del settore dell’intralogistica.