Da qualche tempo è possibile piantare rose con l'aiuto di un robot. Ma John van de Ven, fondatore di Aventec, fa un altro passo avanti nella tecnologia. Insieme a Festo nel ruolo di partner, utilizza le tecnologie e le innovazioni più recenti. E l'unità di valvole VTUX è esattamente adatta allo scopo.
In qualità di ingegnere elettronico, Van den Ven ha molta familiarità con i robot e l'elaborazione delle immagini, e realizza diversi progetti di automazione con Aventec. Nel 2013, agli esordi di Aventec, Van de Ven si occupava principalmente di incarichi di gestione di progetti ad interim. Oggi si dedica alla tematica della serricoltura. I clienti del suo precedente datore di lavoro, la cui azienda non esiste più, si sono rivolti a lui e ben presto si è trovato a lavorare a pieno ritmo con una macchina per la coltivazione delle rose in vaso. Queste macchine erano in funzione da diversi anni e ora avevano urgente bisogno di manutenzione e riparazione. Dopo una prima valutazione si è capito che serviva qualcosa di più e Van de Ven ha iniziato lo sviluppo.
"Per garantire la continuità di queste macchine da taglio, è stato necessario ricostruirle con nuovi componenti. Molte delle parti utilizzate avevano già raggiunto il termine della vita utile. Abbiamo quindi deciso di riprogettare la macchina con servosistemi moderni, controllati dalla piattaforma CPX-E plc di Festo, insieme a un sistema di elaborazione delle immagini evoluto". È stato necessario riprogrammare da zero molte parti, con la visione di una macchina veloce e affidabile su cui i clienti possano fare affidamento per molti anni a venire.
Per controllare meglio le consegne e l'affidabilità futura delle macchine, ha deciso di produrle in proprio. Per darle un'idea della complessità, spiegheremo in breve cosa fa esattamente la macchina. All'inizio della linea, i rami di rosa vengono agganciati a mano in un sistema di trasporto. Ciascuna talea viene appesa in un supporto e trasportata ad una delle celle di lavorazione. A questo punto vengono posizionate davanti al sistema di elaborazione delle immagini e ruotate di 180°, per creare una scansione 3D, ottenendo così talee ottimali. Vengono poi tagliate su misura da un robot e piantate direttamente in nuovi vasi. Tutto ciò avviene ad una velocità impressionante e con estrema precisione. La macchina completa di quattro "stazioni di taglio" può tagliare e piantare fino a 5.200 talee all'ora.
Durante lo sviluppo della macchina, Van de Ven è entrato in contatto con Festo. "Sono stato aiutato nella selezione e nell'integrazione dei diversi settori fin dall'inizio. La rotazione e il taglio sono la parte più emozionante. Per vedere come poter ottenere questo risultato con i componenti Festo, abbiamo inviato i rami di rosa e i relativi supporti al centro di sviluppo Festo di Delft. Una settimana dopo ho ricevuto un video dal team con gli ultimi risultati. Sono rimasto sorpreso da quanta strada hanno fatto in una settimana! Abbiamo quindi iniziato a costruire un modulo di prova con i componenti Festo invitando i nostri clienti a vederlo di persona".
Van de Ven vuole acquistare il maggior numero possibile di componenti da un unico fornitore. "Dove possibile, utilizzo Festo. Altrimenti c'è il rischio che i fornitori si incolpino a vicenda se qualcosa non funziona. E a farne le spese è proprio il cliente finale. I moduli includono ora guide lineari e la pneumatica Festo, PLC, un HMI e unità di valvole. Nel mentre abbiamo adattato una macchina completa con i nostri moduli di nuova concezione e l'abbiamo messa in funzione. Ciascun modulo è dotato di un proprio PLC, poiché questa potenza di calcolo è necessaria per l'elaborazione delle immagini. Per il sistema di comando principale abbiamo utilizzato un HMI e nuove unità di valvole. Durante il potenziamento della macchina, lo sviluppo dei prodotti di Festo è proseguito come di consueto, così che siamo stati in grado di passare all'HMI più recente. Il lavoro svolto fino a quel momento nella generazione precedente è stato sorprendentemente facile da trasferire a quella nuova. La piattaforma è diventata molto più rapida e abbiamo mantenuto la struttura". Durante il processo Van de Ven ha trovato molto prezioso il supporto di Festo. "Festo tiene conto della necessità di una soluzione specifica. Perché usare un motore passo-passo quando si può svolgere una funzione anche con la pneumatica?"
Uno dei componenti più specifici che Van de Ven utilizza nella propria macchina per la raccolta delle rose è la nuova unità di valvole VTUX di Festo. Jeroen Holt di Festo ci racconta qualcosa in più della tecnologia alla base di quest'unità di valvole. "La particolarità di quest'unità: è adatta all'installazione sia decentralizzata che centralizzata di macchine. In questo caso, il sistema di comando è decentralizzato. Non è necessario alloggiare quest'unità in un quadro di comando separato, ma può essere semplicemente installata in uno spazio aperto, grazie al suo grado di protezione IP. Inoltre, si tratta di un prodotto molto compatto, con uno spazio di installazione ridotto rispetto ai suoi predecessori, il che offre notevoli vantaggi di progettazione". Van de Ven ha deciso di utilizzare un sistema di comando decentralizzato principalmente per ridurre i costi di cablaggio nella macchina: "È possibile essere più vicini ai sensori con i punti di connessione", meno IO nel quadro, il che significa meno spazio e, di conseguenza, minore lavoro sui quadri di comando. "Anche quando è necessario sostituire un cavo, non bisogna passare attraverso una forcella nel quadro, ma solo nell'unità VTUX".
Van de Ven spiega di aver lavorato con il predecessore di VTUX, VTUG, durante lo sviluppo iniziale. "Aveva una piastra di base in alluminio e poteva essere smontato in singole parti. Questo aggiornamento rende la VTUX il futuro dell'unità di valvole", annuisce. "Questa VTUX è più versatile e più leggera". Grazie alla bussola seriale interna, è possibile assegnare fino a 128 funzioni di valvole. "Non dobbiamo cablare ciascuna valvola e ciascun sensore singolarmente. Una volta utilizziamo aria, elettricità e comunicazione sull'unità. E se prima erano necessari due quadri di comando per contenere tutto, ora ne basta uno. Grazie al sistema di comando decentralizzato, tutto può essere controllato in modo indipendente l'uno dall'altro".
Secondo Van de Ven, il maggior valore aggiunto è il tempo risparmiato. "Risparmiamo ore di lavoro, pertanto il prezzo di acquisto viene ammortizzato molto rapidamente". Holt e Van de Ven desiderano menzionare anche le informazioni sulla comunicazione dei dati. La nuova piattaforma di automazione Festo CPX-AP-A offre diverse opzioni di comunicazione, per un IO rapido e privo di errori tra i componenti, e con funzioni diagnostiche avanzate. Holt: "Se un cavo si rompe in qualche punto, ad esempio in uno dei sensori, la rottura è immediatamente visibile". Ed è molto semplice, spiega: "Tutti i tag vengono letti nella VTUX, è sufficiente assegnarli autonomamente". Van de Ven utilizza 9 unità di valvole per macchina. Per ciascun modulo di taglio delle rose c'è un'unità in alto, in basso e una sull'apparecchio principale.
La velocità è spesso decisiva per la forza e la corsa richieste. Bisogna anche considerare la sporcizia di un cilindro, poiché si lavora in un ambiente sporco e polveroso. La VTUX presenta un grado di protezione IP 67, un fattore importante e decisivo per le condizioni operative di quest'applicazione.
Van de Ven è stato uno dei primi clienti di VTUX nel novembre 2023. "Se Festo sviluppasse qualcosa di simile, non vorrei utilizzarlo immediatamente. Ho visitato lo stabilimento di Esslingen. Vedere la precisione con cui tutto viene ampiamente testato, incrementa la fiducia nel team Festo". Anche la collaborazione con Holt sta procedendo senza intoppi. "Io gli mostro ciò di cui ho bisogno e Jeroen mi indica le possibilità. Abbiamo esaminato insieme l'intera macchina. Decidiamo insieme come agire e lui mi fornisce le risposte e informazioni necessarie. Vogliamo che la macchina sia ancora operativa tra dieci anni, perciò la previsione di fine vita è importante, Jeroen sta pensando insieme a noi a nuovi sviluppi". Holt annuisce. "Pensare insieme è davvero fondamentale, conosco l'intero processo e partiamo sempre da un'idea di base. Sono felice di farlo".
Van de Ven è soddisfatto e si vede. "Abbiamo scritto un nostro algoritmo per accelerare l'intero processo. Per farlo, necessitavamo di una maggiore potenza di calcolo, rispetto al vecchio sistema. Ci siamo di gran lunga riusciti. Volevamo anche separare due processi unici che funzionano contemporaneamente. A tal fine, abbiamo due code di attesa, ciascuna con il proprio nucleo nel PLC. Il tempo di ciclo rimane fondamentale. Ora siamo a quattro millisecondi e abbiamo puntato a due".
Aventec è un'azienda di ingegneria meccanica che progetta, costruisce e mette in funzione macchine. Specializzata in soluzioni di automazione per la floricoltura, Aventec sviluppa soluzioni tecniche e le implementa a partire dalla progettazione, prototipazione e ingegnerizzazione, fino alla messa in servizio (dal punto di vista elettrico, meccanico e software).
Dalla propria officina di Heesch, nei Paesi Bassi, Aventec offre tutte le aree specialistiche necessarie, per fornire ai clienti un'assistenza completa.