Automazione Industriale e Robotica

Automazione Industriale: dalla Concezione alla Messa in Servizio

Soncini Ingegneria è uno studio di ingegneria meccanica e automazione a Piacenza specializzato in progettazione di macchine automatiche, celle robotizzate e sistemi di controllo per l’industria manifatturiera. La nostra formazione integra meccanica, elettrotecnica e software: progettiamo l’intero sistema, dallo studio di fattibilità alla messa in servizio, con conformità alle normative di sicurezza europee e supporto alla marcatura CE della macchina finita.

I Nostri Servizi di Automazione

Progettazione di Macchine Automatiche e Semiautomatiche

Sviluppo completo di macchinari industriali su specifica del cliente: dal concept iniziale al progetto esecutivo, comprensivo di parte meccanica (telai, cinematismi, trasmissioni), parte elettrica (schemi CEI EN 60204-1, quadri di comando), parte di controllo (logiche PLC, interfacce HMI) e parte di sicurezza (analisi rischi ISO 12100, categorie PL/SIL). Particolarmente attivi nei settori packaging, alimentare, lavorazione metalli, automazione logistica.

Celle Robotizzate e Integrazione Robot

Progettazione di celle robotizzate con robot antropomorfi e robot collaborativi (cobot). Integrazione di sistemi pick-and-place, saldatura robotizzata, manipolazione carichi, dosaggio, palletizzazione. Studio della disposizione (layout) della cella con calcolo dei cicli di lavoro, scelta dei robot per raggio operativo e portata, definizione di utensili di estremità (end-effector) e sistemi di visione. Sicurezza funzionale secondo ISO 10218-1/2 (robot industriali) e ISO/TS 15066 (cobot collaborativi).

Sistemi di Controllo PLC, HMI e SCADA

Programmazione di PLC (Siemens, Allen-Bradley, Beckhoff, Omron, Mitsubishi) in linguaggi conformi alla IEC 61131-3 (Ladder, ST, FBD, SFC). Sviluppo di interfacce operatore HMI con gestione allarmi, ricette, logging dati, multi-lingua. Integrazione di sistemi SCADA per supervisione di linee produttive, raccolta dati OEE, connessione a MES ed ERP aziendali. Bus di campo industriali: PROFINET, EtherCAT, Profibus, Modbus TCP, CANopen.

Visione Artificiale e Sistemi di Ispezione

Integrazione di telecamere industriali e sistemi di visione artificiale per controllo qualità, ispezione di pezzi, guida di robot (bin-picking), lettura di codici (OCR, data matrix, barcode). Selezione dell’ottica, illuminazione dedicata, configurazione di algoritmi di image processing. Soluzioni chiavi in mano dalla caratterizzazione del problema alla messa a punto in campo. Oltre alla visione applicata alla linea produttiva, sviluppiamo soluzioni di automazione e intelligenza artificiale per i processi aziendali (lettura documenti, agenti AI su misura, integrazione con i gestionali).

Sicurezza Funzionale delle Macchine

Applicazione della ISO 13849-1 (PL, Performance Level) e IEC 62061 (SIL, Safety Integrity Level) per il dimensionamento dei circuiti di sicurezza: ripari fissi e mobili, interblocchi, arresto di emergenza, sensori di presenza, barriere immateriali, tappeti sensibili. Calcolo del Performance Level richiesto in funzione dell’analisi dei rischi secondo ISO 12100. Integrazione della sicurezza con la logica di processo mediante PLC di sicurezza certificati.

Meccatronica: Progettazione di Macchinari Industriali Completi

La meccatronica e’ la disciplina che integra meccanica, elettronica, controllo e informatica in un unico sistema funzionale. Soncini Ingegneria progetta macchinari industriali completi a 360 gradi, integrando in un solo progetto la struttura meccanica, gli azionamenti, i sistemi fluidici e l’automazione di controllo. Il vantaggio per il committente: un unico interlocutore tecnico per l’intero ciclo dal concept alla messa in servizio, senza dispersioni tra fornitori diversi.

Progettazione di sistemi oleodinamici

I sistemi oleodinamici trovano applicazione nei macchinari che richiedono forze elevate, movimenti precisi e tenuta di carico statica: presse, sollevatori, sistemi di tensionamento, attuatori di grandi macchinari. La progettazione include il dimensionamento di cilindri e motori idraulici, la selezione di pompe, valvole proporzionali e di regolazione, lo schema oleodinamico secondo ISO 1219 e l’integrazione con il sistema di controllo PLC.

Progettazione di sistemi pneumatici

I sistemi pneumatici sono la scelta per movimenti rapidi, applicazioni leggere, attuatori in serie e contesti dove la pulizia del fluido e’ un requisito (alimentare, farmaceutico). La progettazione copre dimensionamento di cilindri ed elettrovalvole, scelta del compressore e del trattamento aria (filtri-riduttori-lubrificatori), schema pneumatico secondo ISO 1219 e logica di sequenza integrata con il PLC.

Progettazione di sistemi elettromeccanici

I sistemi elettromeccanici (servomotori brushless, motori passo-passo, attuatori lineari elettrici, riduttori epicicloidali, viti a ricircolo di sfere) sono lo standard per movimenti controllati ad alta precisione e ripetibilita’: posizionamento robotizzato, assi controllati, manipolatori, sistemi cartesiani. La progettazione include il calcolo della cinematica e dinamica del moto, dimensionamento di motori e riduttori, scelta degli azionamenti (drive) e integrazione con il bus di campo (EtherCAT, ProfiNet, EtherNet/IP).

Integrazione meccatronica

L’integrazione meccatronica e’ il cuore del progetto: la struttura meccanica, gli attuatori (oleodinamici, pneumatici, elettromeccanici), la sensoristica e il controllo (PLC, HMI, sicurezza funzionale) vengono progettati come un unico sistema. L’approccio integrato evita i problemi di interfaccia (oversizing degli attuatori, latenze del controllo, vibrazioni indotte) tipici dei progetti dove ogni disciplina e’ affidata a un fornitore diverso.

Ottimizzazione dei Sistemi: Algoritmi Applicati a Problemi Reali

L’ottimizzazione dei sistemi e’ un servizio trasversale a tutta l’ingegneria moderna: dato un problema reale (minimizzare il consumo energetico di un impianto, massimizzare la portata di una linea, ridurre il peso di una struttura, ottimizzare la sequenza di movimentazione di una cella robotizzata) si formula come problema matematico e si risolve con algoritmi di ottimizzazione appropriati al contesto.

Tipologie di problemi affrontati

Soncini Ingegneria applica algoritmi di ottimizzazione a problemi reali in piu’ ambiti:

• Ottimizzazione topologica di componenti strutturali: minimizzare la massa rispettando vincoli di tensione/deformazione (utile per stampa additiva e alleggerimento)
• Ottimizzazione di parametri di processo: identificare i parametri operativi che massimizzano la produttivita’ o minimizzano gli scarti
• Ottimizzazione di sequenze e schedulazione: minimizzare il tempo ciclo o il consumo energetico in linee produttive e celle robotizzate
• Ottimizzazione cinematica: definire le traiettorie di robot e manipolatori che minimizzino tempo, energia o sollecitazioni meccaniche
• Model updating e calibrazione: aggiornare parametri di modelli FEM o simulativi per ridurre l’errore rispetto a misure reali

Algoritmi e tecniche utilizzate

A seconda del problema vengono impiegati algoritmi diversi: metodi del gradiente (per problemi smooth differenziabili), algoritmi genetici e altri metodi evolutivi (per problemi non lineari o non differenziabili), simulated annealing, ottimizzazione bayesiana (per funzioni costo costose da valutare), programmazione lineare e mixed-integer per problemi combinatori. Implementazione tipica: Python (SciPy, PyMOO, Pyomo), MATLAB, integrazione con codici FEM e simulatori dinamici.

Normative di Riferimento

• Direttiva Macchine 2006/42/CE e Regolamento UE 2023/1230 (applicazione dal 2027)
• ISO 12100 – Principi generali di progettazione per la sicurezza delle macchine (risk assessment)
• ISO 13849-1 – Sicurezza funzionale sistemi di comando (Performance Level)
• IEC 62061 – Sicurezza funzionale (Safety Integrity Level)
• ISO 10218-1 / 10218-2 – Robot industriali: progettazione e integrazione
• ISO/TS 15066 – Robot collaborativi (cobot) e applicazioni collaborative
• CEI EN 60204-1 – Equipaggiamento elettrico delle macchine
• IEC 61131-3 – Linguaggi di programmazione PLC

Settori di Applicazione

• Packaging e confezionamento: linee di imballaggio, pallettizzazione, marcatura prodotto
• Industria alimentare: movimentazione, porzionatura, sanificazione automatica
• Lavorazione metalli: alimentazione macchine utensili, carico/scarico, asservimenti
• Automazione logistica: convogliatori, smistamento, magazzini automatici
• Assemblaggio e controllo qualità: banchi assemblaggio, stazioni di collaudo, visione artificiale
• Revamping macchine esistenti: aggiornamento di PLC, HMI e parti di sicurezza obsolete

Domande Frequenti

Progettate la macchina completa o solo una parte?

Entrambi. Possiamo seguire il progetto completo (meccanica + elettrica + software + sicurezza) oppure una parte specifica (es. solo la programmazione PLC, solo l’integrazione del robot, solo la parte elettrica). Ci adattiamo alle esigenze del cliente e alla struttura interna dell’azienda.

Supportate anche la marcatura CE della macchina?

Sì. Il nostro servizio di marcatura CE macchine include analisi dei rischi, redazione del fascicolo tecnico e supporto alla dichiarazione di conformità secondo la Direttiva Macchine (e dal 2027 il nuovo Regolamento UE 2023/1230).

Quali marche di PLC programmate?

I principali marchi presenti sul mercato industriale: Siemens (S7-1200, S7-1500, TIA Portal), Allen-Bradley/Rockwell, Beckhoff (TwinCAT), Omron, Mitsubishi, Schneider Electric. Programmazione in linguaggi IEC 61131-3 (Ladder, Structured Text, Function Block Diagram, SFC).

Integrate anche robot collaborativi (cobot)?

Sì. Abbiamo esperienza di integrazione sia di robot antropomorfi industriali tradizionali sia di cobot collaborativi (Universal Robots, ABB YuMi, FANUC CR, KUKA LBR iiwa). La scelta dipende dai requisiti di produttività, sicurezza e interazione con l’operatore.

Gestite anche la messa in servizio in campo?

Sì. Il nostro lavoro non termina con la consegna dei disegni: affianchiamo il costruttore e il cliente finale durante l’installazione, il commissioning, la messa a punto dei parametri e la formazione degli operatori.

Operate solo a Piacenza?

No. La sede è a Piacenza ma operiamo in tutta Italia. Eseguiamo sopralluoghi presso la struttura del committente ovunque si trovi.