Pneumatica, anima della movimentazione

Il ruolo della pneumatica e del suo contributo fondamentale nella movimentazione è protagonista sia in una realtà produttiva avviata sia in una nuova.

Strumenti e obiettivi come la tecnologia, la sostenibilità, l’ottimizzazione e la necessità di soddisfare le richieste dei clienti hanno incoraggiato la trasformazione dell’industria manifatturiera. In questa trasformazione essa è divenuta capace di adattarsi, in tempo reale, alle richieste ed esigenze, consapevole della propria capacità di definire ed ottimizzare la qualità del prodotto offerto. Questa metamorfosi è caratterizzata dalla globalizzazione dei riferimenti guida nell’ambito della qualità dei prodotti e ha come traguardo l’affinamento degli strumenti di competizione nel creare valore, riducendo per contro i costi, attraverso la capacità capillare di sfruttare la possibilità di rivolgersi ad un mercato globale di materie prime, semilavorati e servizi.

I sistemi di movimentazione di materiali e prodotti sono tra i principali sistemi aziendali. La movimentazione mira a consentire di avere a disposizione strumenti e materiali, là dove nel processo produttivo o nell’espletamento di servizi questi beni siano necessari. Le metodologie di movimentazione sono mirate alla tipologia di materiale da trasportare: ciascun tipo di materiale richiede specifiche soluzioni impiantistiche e scelte progettuali.

L’attuale realtà industriale globalizzata impone attenzione e azioni mirate rivolte allo sviluppo di strategie industriali di innovazione. Tali strategie hanno come riferimento guida l’attenzione alle esigenze della realtà produttiva, sia che si tratti di uno stabilimento avviato, sia che si abbia a che fare con un nuovo impianto.

Il ruolo della pneumatica e del suo contributo fondamentale nella movimentazione è protagonista sia in una realtà produttiva avviata sia in una nuova.

Nel caso di uno stabilimento avviato, la pneumatica è comunque protagonista in una gestione dell’innovazione di processo e di prodotto; a tale scopo si attribuiranno risorse e si rivolgerà particolare attenzione all’adeguamento delle dotazioni aziendali. Quest’azione, vitale per il miglioramento dell’efficienza logistica, mirerà all’ottimizzazione dell’impegno finanziario e di risorse di mezzi e competenze per l’acquisizione di macchinari per la movimentazione e per la maggiore efficienza tecnica rivolta al sistema produttivo. Per uno stabilimento nuovo è fondamentale l’attenzione alla movimentazione nella definizione della progettazione dello stabilimento fin dal suo inizio. Questo si concretizza verificando costi e vincoli progettuali del sistema in generale e di movimentazione, in particolare; in funzione di costi e impegno di risorse si imposterà l’architettura produttiva dell’intero impianto. In questa fase, la pneumatica, con la sua flessibilità ed adattabilità ad esigenze specifiche e a requisiti generali, gioca un ruolo primario di indirizzo del progetto. Le soluzioni che coinvolgono l’unione di automazione ad alta potenza con sistemi a bassa potenza per la trasmissione di segnali informatico-fisici, unendo comuniazione, informazione e movimentazione, consentono di concretizzare e rendere fruibile una tecnologia allo stato dell’arte (ICT, Information Comunication Technology) che realizza il collegamento di dispositivi sistemi e sottosistemi con scambio di informazioni, dati e protocolli d’azione. Questo scenario sposta il processo di produzione da un arcipelago di allocazioni isolate ad un sistema agile, interconnesso, senza solu-ione di continuità, pienamente integrato. Questi sistemi, per quanto riguarda la movimentazione, hanno costi che sono composti da diversi capitoli. Una frazione significativa di tali costi riguarda l’impianto vero e proprio, un’altra è dovuta all’esercizio. Tali costi sono irrinunciabili essendo in grado di supportare sistemi di movimentazione che sono parte dell’ambito logistico protagonista di una buona gestione dell’intero impianto.

Tra i costi di impianto si contano i costi della struttura del magazzino, i costi degli impianti di movimentazio- ne dei materiali, i costi degli impianti di servizio agli impianti di movimentazione, i costi delle strutture interne di immagazzinamento e di altri sistemi di ricovero per le unità di stoccaggio, i costi di hardware e software per la gestione.

Tra i costi di gestione si contano i costi relativi alla strategia scelta per la gestione del magazzino e per la gestione del sistema di produzione, i costi energetici per l’alimentazione dei mezzi di movimentazione e dei relativi impianti di servizio, i costi della manodopera per la gestione del sistema. Organizzare la movimentazione dei materiali sotto ogni profilo significa coinvolgere ambiti e competenze diverse ed interdisciplinari: questi ambiti sono l’ambito operativo, produttivo, commerciale, amministrativo, finanziario.

La logistica gestionale è l’applicazione della logistica nella gestione di beni e servizi, è trasversale ai diversi settori aziendali, siano essi appartenenti a realtà produttive che, partendo da materie prime, producono prodotti finiti. Per la movimentazione in azienda ha un carattere tecnico-commerciale, che realizza la gestione fisica dei prodotti e ha un carattere economico e finanziario che si rivolge alla gestione. La logistica, fondamentale in ogni tipo di impianto e ancor più se manifatturiero, si è specializzata fino ad una evoluzione che va sotto il nome di Logistica Integrata. Per logistica si intendeva il trasferimento di materie prime, materiali, semilavorati e prodotti finiti da un luogo all’altro. La movimentazione era l’anima della logistica, la logistica integrata ne è una profonda evoluzione. Essa, infatti, presenta una differenza fondamentale, rispetto alla logistica pura e semplice: l’integrazione con la pianificazione e il controllo, raccordandosi con produzione, reparti aziendali e marketing. In questo modo si coinvolgono strategie mirate alla minimizzazione dei costi superflui e di tempi di produzione preservando o migliorando la qualità di prodotti e processi.

In Figura 1 si ha un albero schematico che illustra un flusso in ottica di logistica integrata, vista come una forma di implementazione di un processo gestionale che governa l’intero flusso di materiali, beni e servizi, dall’origine al cliente.

Se il processo di pianificazione, realizzazione e gestione del flusso di materiali e prodotti può essere visto come logistica, corredato delle informazioni dall’origine al consumo, la logistica integrata è un processo gestionale unico, che governa il flusso di materiali e prodotti, nel quale tutte le attività gestionali sono tra loro interconnesse e interdipendenti.

Una volta definiti i prodotti per le case di produzione o quelli da gestire per commercializzare le società di servizi, si passa all’azione affidata ai diversi settori aziendali. Questi sono i set- tori produttivi veri e propri, l’area approvvigionamento acquisti, la logistica con la gestione dei magazzini, il settore dei prodotti in entrata, con ricevimento e immagazzinamento merce, e il magazzino stesso con le specificità di tale realtà al centro della logistica.

Per i prodotti in entrata si ha l’accoglimento della merce, la gestione del posizionamento dei materiali acquistati e la realizzazione in sicurezza ed efficiente di tali materiali; l’invio alla produzione con la ridistribuzione dal magazzino dei materiali necessari alla produzione e l’invio al magazzino di prodotti finiti. Per i prodotti in uscita si ha la gestione e il posizionamento controllato e monitorato dei prodotti finiti, il posizionamento dei prodotti stessi, l’organizzazione delle spedizioni.

La movimentazione nella logistica, la pneumatica nella movimentazione

Vocazione primaria della logistica è la movimentazione. La movimentazione è possibile grazie ad attuatori in grado di agire trasformando energia di varia natura in energia meccanica, di movimentazione, appunto. Gli impianti utilizzano attuatori per la movimentazione di materiali e prodotti. Il moto di questi attuatori è controllato da sistemi meccanici e meccatronici. Per rendersi conto dell’importanza della pneumatica nella movimentazione, basti pensare alla onnipresenza dell’attuazione pneumatica in ogni reparto degli stabilimenti dove si movimentino prodotti e materiali. Gli attuatori pneumatici lineari, comunemente detti cilindri pneumatici, costituiscono il più semplice e il più diffuso tra gli attuatori pneumatici; essi sono classificati come attuatori o motori, essendo in grado di trasformare in energia meccanica un’altra forma di energia, nella fattispecie energia potenziale di pressione.

In Figura 2 si vede uno spaccato di un classico attuatore lineare pneumatico a doppio effetto, utilizzato in impianti di movimentazione. I cilindri vedono la possibilità di diverse e varie realizzazioni, a seconda dell’opportunità relativa alle necessità di movimentazione. Interessanti, in questo senso, sono i cilindri senza asta. Questi sono attuatori di tipo lineare. Essi sono costituiti da un cilindro in cui lo stantuffo è direttamente collegato al carico e compie il lavoro meccanico senza bisogno dell’interposizione dell’asta in modo da disporre di corse lunghe quanto l’ingombro dell’attuatore, come si vede in Figura 3.

I cilindri senza stelo hanno, come camicia, un profilo estruso con due testate di estremità e uno stantuffo all’interno. Il profilo che rappresenta la canna ha una scanalatura longitudinale passante. La sezione trasversale della canna è, dunque, una sezione aperta. Sul lato interno di questa scanalatura passante si ha una sottile e flessibile piatti- na di acciaio dai bordi affilati. Questa piattina assicura una efficiente tenuta metallo su metallo, andando a contatto del lato interno del- la scanalatura della canna. Per consentire la corsa dello stantuffo, il nastro passa attraverso il pistone, flettendo all’interno al riparo delle guarnizioni. Attraverso la scanalatura lo stantuffo è collegato al carico da movimentare utilizzando una slitta, solidale allo stantuffo, che scorre su guide a basso attrito fissate alla superficie esterna della camicia. In questo modo, si minimizzano gli attriti e si aumenta la rigidezza dell’ancoraggio al carico. Il foro cilindrico in cui scorre lo stantuffo è spesso disassato rispetto all’asse della camicia, avvicinando lo stantuffo al carico. Questo permette di avere un elemento di collegamento tra stantuffo e carico il meno esteso possibile, minimizzando il momento flettente e preservando la rigidezza del sistema. Questo tipo di attuatori sono spesso dotati di ammortizzo, magneti sullo stantuffo per utilizzare fine corsa e sono predisposti per staffe di fissaggi a telaio.

Nel caso di necessità di movimentazione rotativa si possono utilizzare motori pneumatici dotati di un albero di uscita in grado di compiere rotazioni alternative o continue. Questi motori sono, di solito, di due tipologie: i motori a palette e i motori a palmola.

I primi possono ruotare indefinitamente, i secondi hanno una escursione angolare inferiore al giro completo e sono usati per rotazioni alterne: nei motori a palmola la rotazione non è completa, ma può raggiungere quasi il giro intero.

Nel motore a palette, alimentando con aria compressa dalla luce di alimentazione, l’aria va ad agire sulle superfici di due palette che con rotore e statore delimitano alcune camere. Essendo la superficie esposta di una paletta superiore a quella della paletta contrapposta, a causa del montaggio eccentrico del rotore dove si hanno le sedi delle palette, il rotore ruota nel senso in cui l’aria agisce sulla paletta di maggior superficie. Le palette sono montate in direzione radiale o leggermente angolata rispetto a questa. Essendo il rotore eccentrico rispetto allo statore, l’aria ad alta pressione, proveniente dall’alimentazione, si espande nella relativa camera grazie all’aumento di volume della camera stessa, fino allo scarico.

 

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