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Imballaggi in movimento (Ewellix
IMBALLAGGI IN MOVIMENTO
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Spinto dall’esigenza di migliorare la produttività, la rapidità e l’uso delle risorse, il settore dell’imballaggio si sta rivolgendo a soluzioni di automazione avanzate. È il caso della movimentazione lineare elettromeccanica ad alta precisione, che Paolo Napolione - Amministratore Delegato di Ewellix Italia - indica come una delle soluzioni più promettenti.
Quasi ogni prodotto richiede un imballaggio in qualche momento del suo percorso, dalla produzione all’utilizzo finale. Lungo quel percorso, l’imballaggio svolge diverse funzioni: protegge i beni trasportati o immagazzinati, ne semplifica la movimentazione e fornisce informazioni essenziali agli utenti. In tutto il mondo, le società spendono circa 900 miliardi di dollari in imballaggi ogni anno.1 Nel settore della vendita al dettaglio, ad esempio, la crescita esponenziale dell’ecommerce ha comportato l’aumento della quantità di imballaggi consumati, delle loro caratteristiche tecniche e della complessità della gestione degli stessi. I viaggi di spedizione dai produttori ai clienti di e-commerce devono sopportare una movimentazione manuale 20 volte superiore a quella destinata ai negozi al dettaglio.2 Poi c’è la sfida della sostenibilità… I consumatori, i governi e i gruppi per la tutela ambientale sono sempre più interessati all’impatto dell’imballaggio sull’ambiente. Ogni cittadino UE produce circa 170 kg di rifiuti di imballaggi in plastica all’anno, di cui solo una piccola frazione viene attualmente riciclata. Inviati alle discariche, gli imballaggi in plastica possono impiegare centinaia di anni a decomporsi, e se il rifiuto da imballaggio non è gestito in modo corretto, il materiale può, alla lunga, inquinare l’ambiente. Gli ambientalisti prevedono che, al tasso corrente di accumulo, negli oceani del mondo ci sarà più plastica che pesce entro il 2050.3 Le aziende stanno sviluppando nuovi materiali, nuove tecnologie e nuovi modelli di business sforzandosi di ridurre i costi, aumentare la flessibilità e ottimizzare l’utilizzo di risorse lungo la catena di fornitura.
Packaging in motion
Under pressure to improve productivity, agility and resource utilisation, the packaging sector is turning to advanced automation solutions. Paolo Napolione, country manager of Ewellix Italia shares a secret weapon for the sector - high precision electromechanical linear motion.
The modern economy consumes vast quantities of packaging. Almost every product requires packaging at some point in its journey from manufacture to end-use. Along that journey, packaging performs multiple roles: protecting goods in transport or storage, simplifying handling and providing essential information to users. Worldwide, companies spend almost $900 billion on packaging every year.1
While they can’t seem to get enough of the stuff, packaging creates many challenges for companies. In retail, for example, the spectacular growth of e-commerce has increased the volume of packaging consumed, the demands placed on that packaging, and the complexity of packaging management. Shipments travelling from manufacturers to e-commerce customers may have to endure 20 times as much manual handling as those destined for retail stores, for example.2 And e-commerce fulfilment centres have to cope with highly variable, unpredictable demand from customers who expect products to arrive fast and in perfect condition. Then there’s the sustainability challenge. Consumers, governments and environmental groups are becoming increasingly concerned about the impact of packaging on the natural world. EU citizens each generate around 170kg of plastic packaging waste every year, only a small fraction of which is currently recycled. Sent to landfill, plastic packaging can take hundreds of years to decompose, and if packaging waste isn’t properly managed, material can end up polluting the environment. Environmentalists predict that, at the current rate of accumulation, there will be more plastic than fish in the World’s oceans by 2050.3 The packaging industry is responding to its economic, technical and social challenges with a wide range of initiatives. Companies are developing new materials, new technologies and new business models in efforts to reduce costs, increase flexibility and optimise the utilisation of resources across the supply chain.
THE ELECTROMECHANICAL ADVANTAGE
Companies are increasingly replacing the fluid power systems they have traditionally used to create linear motion with a new generation of electromechanical actuators. These devices replace hydraulic or pneumatic cylinders with a ball or roller screw mechanism, powered by an electric
Innovatore globale, Ewellix è un produttore di attuatori e soluzioni di movimentazione lineare utilizzati
nell’automazione industriale, nella produzione automotive, nelle apparecchiature medicali e nei veicoli industriali. In precedenza parte del Gruppo SKF, il Gruppo Ewellix dispone di 16 sedi commerciali e nove siti di produzione. Il fatturato esterno è di circa 2,3 miliardi di Corone svedesi, sviluppato con circa 1200 addetti. Con quartiere generale a Göteborg (Svezia), Ewellix è posseduta da Triton.
Ewellix is a global innovator and manufacturer of Linear Motion
and Actuation solutions used in industrial automation, automotive assembly, medical applications and mobile machinery. Formerly part of SKF Group, the Ewellix Group consists of 16 sales units and nine factories. External net sales are approximately 2.3 SEK billion and we employ around 1200 people. Ewellix is headquartered in Gothenburg, Sweden and is owned by Triton.
IL VANTAGGIO DELL’ELETTROMECCANICA
Le aziende sostituiscono sempre più spesso i tradizionali sistemi idraulici e pneumatici per creare movimentazione lineare con una nuova generazione di attuatori elettromeccanici. Questi dispositivi sostituiscono i cilindri idraulici o pneumatici con viti a sfere o a rulli alimentati da un motore elettrico e sono disponibili in un’ampia gamma di tipologie standard e in formati modulari, che permettono di fornire potenza, velocità e precisione su misura per quasi tutte le applicazioni immaginabili. Gli attuatori elettromeccanici offrono molti vantaggi nelle applicazioni di imballaggio: si integrano facilmente nei progetti delle macchine, per esempio, e non richiedono tubazioni, pompe, accumulatori e altre infrastrutture complesse. Gli attuatori elettromeccanici sono quindi estremamente efficienti in termini energetici, dato che l’80% dell’energia in ingresso viene trasformata in lavoro utile. Forse il loro vantaggio principale, tuttavia, è la controllabilità. Gli attuatori elettromeccanici hanno infatti un collegamento meccanico diretto tra il motore e la vite, che consente un preciso controllo ed elevati livelli di riproducibilità di movimento. Nell’imballare, riempire ed etichettare cibi e bevande, una sfida operativa significativa è la necessità di lavorare con una gamma sempre più ampia di forme, stili e dimensioni delle confezioni. Le attrezzature tradizionali richiedono un reset manuale ogni volta che la linea di confezionamento viene riconfigurata per un diverso tipo di imballaggio, in un processo che, oltre a richiedere un certo tempo, riduce la produttività e limita la flessibilità operativa. Introducendo gli attuatori elettromeccanici e le colonne telescopiche regolabili in altezza nelle loro macchine, i costruttori sono ora in grado di progettare e realizzare sistemi che possono essere riconfigurati in automatico e in modo preciso con un semplice comando del software. Questa modifica abbrevia i tempi, riduce le dimensioni minime dei lotti economici ed elimina il rischio che errori di riconfigurazione possano causare problemi di qualità o arresti inaspettati in produzione.
DARE LE GAMBE AI ROBOT
Gli attuatori elettromeccanici aumentano anche la capacità e la versatilità dei sistemi robotici all’avanguardia. Una delle recenti innovazioni chiave nell’automazione delle applicazioni di imballaggio a valle è stato lo sviluppo dei cobot. Si tratta di robot progettati con caratteristiche di sicurezza integrate che permettono loro di operare accanto a “colleghi” umani in ambienti misti, come magazzini e centri logistici. I cobot svolgono attualmente molti dei compiti relativi agli imballaggi, compresi il riempimento delle scatole, l’etichettatura e l’impilamento dei pallet. Ma la maggior parte dei cobot è installata su una base fissa, che ne limita lo spazio operativo, il che riduce la possibilità di svolgere determinati compiti, come trasportare oggetti su lunghe distanze o movimentarle in altezza. Per superare questo problema, gli utenti stanno ora installando i cobot su assi lineari, alimentati da attuatori elettromeccanici. Le colonne verticali (LIFTKIT) che sfruttano un design telescopico possono esse-
motor. They are available in a wide range of standard designs, and in modular formats that allow power, speed and precision to be tailored for almost any conceivable application. Electromechanical actuators provide many benefits in packaging applications. They are easy to integrate into machine designs, for example, and they don’t require pipes, pumps, accumulators and other complex infrastructure. Electromechanical actuators are also extremely energy efficient, with up to 80 percent of the input power turned into useful work. Perhaps their most compelling advantage, however, is controllability. Electromechanical actuators have a direct mechanical link between the motor and the screw that provides precise control and high levels of repeatability - down to the micron level - across their full range of motion. In food and drink packaging, filling and labelling, a major operational challenge is the need to work with an ever-wider range of packaging shapes, styles and sizes. Traditional packaging equipment requires manual re-setting every time the line is reconfigured for a different packaging type, a process which takes significant time, reducing productivity and limiting operational flexibility. By incorporating electromechanical actuators and height adjustable pillars into their machines, manufacturers are now able to create designs that can be automatically and precisely re-set with a simple software signal. That change cuts downtime, reduces minimum economic batch sizes and eliminates the risk that re-setting errors will introduce quality problems or unplanned production stoppages.
GIVING ROBOTS LEGS
Electromechanical actuators are increasing the capability and versatility of cutting-edge robotic systems too. One of the key recent innovations in the automation of downstream packaging applications has been the development of co-bots. These are robots designed with built-in safety features that allow them to work alongside human colleagues in mixed environments such as warehouses and fulfilment centres. Co-bots are now taking on a wide range of packaging tasks, including box filling, labelling and pallet stacking.
Most co-bots operate from fixed base, which restricts the space over which they can operate. That limits their ability to take on certain tasks, such as transporting objects across longer distances, or handling at height. To overcome this, users are now installing their co-bots on moving platforms, powered by electromechanical actuators. Vertical pillars using a telescopic design can be floor or ceiling mounted to allow a co-bot to work at any required height. That capability is particularly useful in palletstacking applications, which may require the robot to work anywhere from floor level to a height of
re installate a soffitto o a pavimento per consentire a un cobot di lavorare a qualsiasi altezza. Questa capacità è particolarmente utile nelle applicazioni di impilaggio dei pallet, che possono richiedere che il robot lavori ovunque, dal livello del suolo fino a un’altezza di 2 m o più. In contemporanea, i moduli lineari orizzontali (SLIDEKIT) permettono ai cobot di spostarsi lungo una linea di imballaggio per lavorare in diverse postazioni, o di spostarsi automaticamente tra le macchine. In entrambi i casi, la precisione e la rigidità degli attuatori elettromeccanici restano le componenti decisive del sistema, garantendo che il robot sia stabile e correttamente posizionato per qualsiasi compito.
Da ultimo, una considerazione su controllo dei costi, miglioramento della produttività e riduzione dell’impatto ambientale, questioni che stanno mettendo sotto pressione il settore dell’imballaggio a livello globale. Gli attuatori elettromeccanici moderni ad alta precisione sono ingredienti chiave per una generazione di soluzioni innovative di automazione più intelligenti e più flessibili, in grado di sostenere il settore nel raggiungere i propri obiettivi di efficienza.
Fonti/Sources
[1] McKinsey&Company, “Packagings Solutions - Poised to take off?”, 2019. [2] Ameripen, American Institute for Packaging and the Environment, White Paper “Optimizing Packaging for an E-commerce World”, gennaio 2017. [3] The Ellen Macarthur Foundation, Report “The New Plastics Economy: Rethinking the future of plastics & catalysing action”, dicembre 2017. [4] Research Nester, “Packaging Automation Market Overview - 2017-2024”. [5] Smithers forecasts global flexible packaging market to $269 billion by 2024, https://www.smithers.com
2m or more. Horizontal linear modules, meanwhile, allow co-bots to move along a packaging line to work at different stations, or to move automatically between machines. In either case, the precision inherent and rigidity of electromechanical actuators is a critical part of the system, ensuring the robot is stable and properly positioned for every task.
In addition to its range of general purpose and customised linear modules, Ewellix has worked with leading co-bot maker Universal Robotics (UR) to develop a set of plug-and-play solutions. The LIFTKIT telescopic vertical column and SLIDEKIT horizontal module are both supplied with a mechanical interface plate to allow quick secure mounting of a UR co-bot, along with a dedicated software interface that allows users to incorporate the new motion capabilities into their robot applications in as little as 30 minutes.
The global packaging industry is under pressure to control costs, improve productivity and reduce its environmental impact. Modern high-precision electromechanical actuators are a key ingredient in an emerging generation of smarter, more flexible automation solutions that are helping the industry to achieve its goals.
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