Risparmio energetico nella movimentazione di bobine con gli azionamenti Kollmorgen

Pubblicato il 3 ottobre 2017

Il nuovo impianto per l’imballaggio delle bobine in funzione presso il centro per la lavorazione dell’acciaio Vogel-Bauer di Solingen mostra concretamente quali misure adottare per risparmiare energia guadagnando in efficienza. Il fattore principale che contribuisce al risparmio energetico degli impianti progettati da KBD Engineering di Colonia è rappresentato dalla progettazione intelligente della parte meccanica inclusa la tecnologia di azionamento. Già in questa prima fase KBD ha creato le basi per strutturare in modo efficiente i processi dell’impianto per l’imballaggio delle bobine. Solo in una seconda fase l’azienda di Colonia ha impiegato la tecnologia per riutilizzare l’energia risultante dalla riduzione dei carichi. Per entrambi i settori KBD ha scelto le soluzioni di azionamento di Kollmorgen.

Grazie ad appositi impianti, i centri di lavorazione dell’acciaio come Vogel-Bauer trasformano le bobine madre provenienti dalle acciaierie, che pesano fino a 12 tonnellate, alla larghezza desiderata. Il nastro cesoiato deve essere successivamente riavvolto a bobina e imballato per la spedizione. A tal fine l’azienda ha messo in servizio un nuovo impianto che «introduce modifiche sostanziali, in particolare dal punto di vista delle prestazioni e della sicurezza del lavoro», annuncia con soddisfazione il direttore tecnico Gerald Vogel. In soli otto mesi KBD è riuscita a progettare, costruire, collaudare e consegnare l’innovativo impianto CVL 2000.

La funzione principale dell’impianto CVL 2000 consiste nel prelevare i nastri tagliati e collocati su una struttura girevole per mezzo di un cassone ribaltabile e, una volta posizionati precisamente su un tavolo, a legarli con nastri di plastica altamente resistenti. Dopo aver pesato la merce, l’unità di manipolazione preleva le bobine pronte per la consegna, che pesano fino a 2,5 tonnellate, con una ventosa e le impila su appositi pallet. Secondo Alexander Demidko, amministratore di KBD, l’asse verticale Z svolge una funzione essenziale in queste fasi, perché solleva e abbassa in tutta sicurezza il carico delle bobine nel corso di rapidi cicli produttivi.

Il progetto è realizzato con moderni azionamenti diretti, i motori della serie Cartridge DDR di Kollmorgen. Il rotore del servomotore è calettato direttamente sull’innesto della vite a ricircolo di sfere. Questa struttura riduce al minimo il gioco, aumentando nel contempo il livello di rendimento, poiché l’asse non richiede un riduttore, né elementi di accoppiamento. «Grazie alla collaborazione con Kollmorgen abbiamo creato un’unità lineare potente e precisa», sottolinea Alexander Demidko. Tra i vantaggi ottenuti l’amministratore di KBD Engineering cita anche la riduzione dell’usura e delle perdite dovute all’attrito. Questi aspetti si traducono in un maggior rendimento e in migliori indici MTBF (Mean Time Between Failures). L’elevata densità di coppia dei motori Cartridge DDR garantisce una velocità di movimentazione fino a 5 m/s con azionamenti relativamente piccoli. Questo consente a KBD di progettare macchine meno ingombranti e avere una maggiore libertà nell’integrazione degli attuatori. L’ingombro ridotto costituiva comunque una priorità per Vogel-Bauer, perché il nuovo impianto per l’imballaggio delle bobine doveva essere integrato in una linea di produzione esistente.

Per quanto riguarda i drive, gli esperti di Colonia hanno optato per le potenzialità dalla serie AKD by Kollmorgen. «Questa assoluta libertà è il frutto di una lunga collaborazione con Kollmorgen », spiega Demidko compiaciuto. «Per fornire ai nostri clienti le soluzioni migliori osserviamo con attenzione il mercato. Dopo aver acquisito familiarità con le nuove tecnologie disponibili, trasmettiamo ai clienti il nostro know-how». Questo trasferimento di competenze migliora la sicurezza delle macchine nel tempo,poiché i componenti utilizzati non rischiano di diventare obsoleti nel giro di pochi anni. Anche la sicurezza degli investimenti e la funzionalità vera e propria sono rilevanti.

KBD attribuisce inoltre una notevole importanza alla costruzione di macchinari snelli con un utilizzo oculato dei materiali. Per questo motivo ha scelto gli azionamenti diretti per l’impianto CVL 2000. Infine, Demidko sottolinea l’impegno profuso per aumentare il rendimento e, di conseguenza, l’efficienza. E se i dieci assi dell’imballatrice per bobine garantiscono un elevato rendimento, occorre certamente sfruttare anche il potenziale dell’energia di frenata. «Con un sistema a basso rendimento non è sensato recuperare la poca energia rimanente poiché è già stato perso troppo potenziale per via del calore d’attrito».

L’elevata efficienza energetica degli azionamenti diretti è un fattore determinante che giustifica il motivo per cui nella produzione di Vogel-Bauer Edelstahl GmbH & CO. KG risulti vantaggioso accumulare in un serbatoio intermedio l’energia elettrica risultante dall’effetto generatore. KBD ha scelto i moduli condensatori KCM-S di Kollmorgen, progettati per accumulare temporaneamente l’energia prodotta in fase di frenata e metterla a disposizione per il processo successivo. In tal modo la potenza assorbita diminuisce e nel contempo vengono stabilizzati i picchi di potenza. In questo contesto, i moduli KCM-S sono collegati anche direttamente al circuito intermedio DC dei servoazionamenti AKD. Questa configurazione consente un accumulo semplice dell’energia riducendo al minimo le perdite. Le unità sono quindi consigliabili proprio per carichi non eccessivi. Presso Vogel-Bauer, durante l’abbassamento della bobina, si producono 7 kW di energia di frenata nell’arco di 6 secondi, il che corrisponde a 42 kWs. Con i due moduli condensatori KCM-S installati è possibile accumulare 3,2 kWs dell’energia prodotta, più altri 110 Ws attraverso il circuito intermedio DC interno ai servoazionamenti AKD.

Considerando che l’energia accumulata viene impiegata per la corsa a vuoto, è possibile coprire una grande percentuale del fabbisogno energetico necessario e questo grazie a una semplice soluzione per l’accumulo energetico. «Per via dei carichi ridotti risparmiamo tra 300 e 400 euro all’anno. Può sembrare una cifra piuttosto esigua, ma è comunque importante dal punto di vista economico e della sostenibilità. Il recupero energetico è sempre importante», sottolinea Alexander Demidko.

La combinazione di brevi percorsi di trasporto, azionamenti efficienti dal punto di vista energetico e accumulo capacitivo dell’energia di frenata permette di diminuire del 30-50% l’energia assorbita dall’impianto rispetto alle soluzioni convenzionali. La maggiore efficienza si accompagna a una crescente produttività e qualità dell’imballaggio, perché la ventosa trasporta più agevolmente le bobine rispetto ai nastri a rullo. La migliore qualità ottenuta in fase di imballaggio è evidente grazie al fatto che i bordi dei nastri d’acciaio restano intatti e non vi sono impronte causate dal nastro a rulli.



Contenuti correlati

  • Driver Toshiba per motori trifase senza spazzole

    Toshiba Electronics Europe propone due nuovi azionamenti per motori tri-fase senza spazzole. Il dispositivo TC78B015FTG è per applicazioni di alimentazione e il componente TC78B015AFTG supporta applicazioni che usano i 24 V. I nuovi IC supportano la rotazione...

  • L’esperto gestione dell’energia e il ruolo di consulente energetico

    La certificazione in Esperto in Gestione dell’Energia dovrebbe rappresentare il miglior modo per garantire ai clienti finali le conoscenze, l’esperienza e la capacità necessarie per gestire l’uso dell’energia in modo efficiente Leggi l’articolo

  • Ridurre gli sprechi e progettare il comfort negli edifici

    Danfoss ha lanciato una campagna di sensibilizzazione sul tema dell’efficienza energetica degli edifici. Il controllo della temperatura negli impianti di riscaldamento, mediante l’impiego di valvole termostatiche, può produrre sensibili risparmi e contribuire alla lotta ai cambiamenti climatici....

  • Riello UPS NextEnergy per applicazioni mission critical

    Riello UPS ha reso disponibile NextEnergy, una famiglia di UPS progettata per applicazioni “mission critical”. NextEnergy è un UPS trifase che utilizza una tecnologia a doppia conversione VFI SS 111 senza trasformatore, con convertitori a IGBT e...

  • Ricarica delle batterie dei carrelli elevatori certificata White Leaf

    Toyota Material Handling Italia e Seaside presentano un’innovativa soluzione per la ricarica delle batterie dei carrelli elevatori a marchio Toyota e Cesab, garantendone e certificandone il risparmio energetico. La collaborazione ha previsto la certificazione, secondo il protocollo...

  • Risparmio energetico con i monitor integrati per interruttori e sensori Texas Instruments

    Texas Instruments ha presentato due dispositivi MSDI (Multi-Switch Detection Interface) che consumano fino al 98 percento in meno di energia del sistema rispetto a soluzioni discrete convenzionali. TIC12400 e TIC12400-Q1 sono i primi monitor per interruttori e...

  • Pompe multistadio e-MP Lowara: prestazioni superiori e risparmio energetico

    Lowara ha recentemente reso disponibili le pompe della serie e-MP, che si distinguono per l’attenzione posta alle prestazioni idrauliche ed il risparmio energetico. Si tratta di pompe multistadio completamente riprogettate per rispondere alle esigenze di risparmio energetico...

  • Mattei, software per ottimizzare l’utilizzo dell’aria compressa

    Mattei Intelligent Energy Management (M.I.E.M.) è un software che analizza i dati sul consumo energetico di una centrale di produzione di aria compressa con l’obiettivo di fotografare il profilo energetico completo dell’utilizzo dell’aria e dare precise indicazioni...

  • Moog: pompe a pistoni radiali ad alta pressione

    Moog introduce la serie di pompe a pistoni radiali RKP ad alta pressione. Con una pressione di esercizio fino a 350 bar e un limite di picco di 420 bar, l’ultima generazione di RKP è ideale per...

  • Da SMC nuove valvole economizzatrici

    SMC presenta due nuove valvole economizzatrici ad alta efficienza energetica, serie AS-R ed AS-Q. La nuova AS-R è stata progettata per ridurre la pressione di alimentazione alla corsa di rientro del cilindro a 0,2 MPa, questo riduce il...

Scopri le novità scelte per te x