Il primo risultato di una ricerca su Google con le parole chiave “Buffering System” è una pagina di Wikipedia sul sistema di bilanciamento del PH del sangue che serve al corpo umano per mantenere il funzionamento corretto del metabolismo.

Una linea di confezionamento si comporta in modo del tutto simile, le diverse macchine presenti richiedono di essere collegate tra loro da un sistema circolatorio efficiente e che sia in grado di bilanciare le differenze di funzionamento che possono sussistere tra di loro.

I nastri trasportatori rappresentano questo sistema circolatorio e troppo spesso vengono sottovalutati in fase di progetto con risultati drammatici sull’efficienza finale della linea. Buffer accuratamente dimensionati si rendono necessari per compensare due possibili situazioni: diversità di funzionamento tra due macchine collegate in serie o recupero di produttività in caso di micro-fermate delle macchine a valle. La prima condizione si verifica tipicamente quando una macchina a funzionamento intermittente viene collegata con una a funzionamento continuo, ad esempio se la macchina a monte produce gruppi di prodotti a cadenza regolare, mentre quella a valle richiederebbe un flusso continuo di prodotti ugualmente distanziati.

Un caso non dissimile è quello di transitori di avviamento e arresto delle macchine che siano tra loro incompatibili, qui un esempio potrebbe essere quello di una macchina che in caso di fermata della macchina a valle istantanea, mentre quella a monte richiede di svuotarsi di prodotti e quindi di continuare a funzionare per qualche secondo. La soluzione in questi casi è relativamente semplice e richiede solitamente qualche metro in più di trasportatore ed eventualmente dei motori extra per regolarizzare il flusso. La relativa banalità delle soluzioni non deve ingannare, i costi dovuti alle perdite di efficienza causate da queste problematiche possono risultare ingenti e spesso anche difficili da identificare correttamente.

Un Buffer per recupero di produttività è di fatto un nastro trasportatore che diventa una vera e propria macchina, la sua funzione è quella di compensare le micro-fermate delle varie macchine di confezionamento per consentire alla linea di processo di non doversi fermare mai. La scelta della sua modalità di funzionamento, dello spazio di accumulo disponibile e della capacità di recupero, dipendono da molteplici fattori di ordine tecnico ed economico, che vanno accuratamente valutati per ottimizzare il ritorno dell’investimento. Di seguito daremo alcune rapide linee guida, anche senza ambire a trattare qui completamente l’argomento.

Funzionamento

Il funzionamento può essere di tipo LIFO, in cui il primo prodotto a entrare nel buffer è l’ultimo ad uscire, oppure di tipo FIFO, in questo caso il primo prodotto a entrare è anche il primo ad uscire. A loro volta i FIFO possono essere delle macchine fuori linea oppure che tengono in linea il prodotto aumentando gradualmente lo spazio di trasporto disponibile. Questo secondo caso di fatto garantisce la tracciabilità completa del prodotto e si qualifica più come un sistema evoluto di accumulo piuttosto che un buffer.

I Buffer LIFO sono i più economici e semplici, sono particolarmente adatti a prodotti non deperibili, con lunga data di scadenza, che possano restare in attesa del confezionamento finale anche per tempi relativamente lunghi. I sistemi FIFO sono invece più adatti a prodotti freschi e che richiedono tempi di percorrenza della linea limitati al fine di mantenere il ciclo del freddo. Sono di solito macchine più complesse e il prezzo in alcuni casi si può avvicinare a quello delle macchine di confezionamento.

Spazio di accumulo

Il corretto dimensionamento dello spazio di accumulo si basa sull’efficienza delle macchine di confezionamento a monte e a valle e sui loro tempi di ripristino in caso di microfermata, un guasto di ordine maggiore difficilmente sarebbe compensabile con un sistema in linea, specialmente alla luce delle cadenze produttive sempre più elevate. La maggior parte delle situazioni può essere gestita con uno spazio di accumulo corrispondente a un tempo di produzione dai 2 ai 5 minuti.

Possono sussistere situazioni in cui la richiesta di accumulo sia molto superiore e in questo caso è bene valutare il rapporto costi/benefici e l’impatto che la presenza stessa del buffer può avere sui tempi di rimessa in funzione della linea. Spesso i tempi lunghi di ripristino di una micro-fermata sono dovuti al fatto che l’operatore non è libero di concentrarsi unicamente sul rimedio, perché i prodotti da monte continuano ad arrivare, creando una caotica situazione di stress.

Casi di applicazione reali hanno mostrato che la presenza di un buffer può aiutare a contenere i tempi di fermo macchina. Altro caso ancora è quello in cui vi siano delle macchine di processo a lunga percorrenza e il cliente desideri avere la possibilità di svuotarli completamente. In questo caso gli spazi richiesti possono salire a venti e più minuti. Si tratta di situazioni limite, ma possono accadere.

Recupero

Una linea ben dimensionata richiede che il buffer possa restituire prodotto durante la normale produzione, la macchina a valle deve essere pertanto in grado di funzionare a una velocità maggiore di quella nominale, tipicamente si va dal 10% al 20%. Il tempo di svuotamento del buffer dipende da questa capacità di recupero.

Sistemi di accumulo LIFO

M.H. Material Handling risponde a queste esigenze con i sistemi di accumulo BAT Buffer e Heliflex. BAT Buffer utilizza la catena a tapparella BAT, la struttura è composta da spire con tratti rettilinei di lunghezza variabile tra 2,5 e 6 metri e curve a raggio medio di 200 mm per contenere al massimo l’ingombro laterale.

Il buffer è capace di raggiungere lunghezze fino a 150 m (estendibili affiancando altre spirali). Heliflex utilizza invece una speciale catena con struttura a sbalzo e autoportante, avvolta su due tamburi, salendo su uno e scendendo sull’altro raggiungendo una capacità massima di 700 m per le macchine di maggiori dimensioni.

Sistemi di accumulo FIFO

Qui M.H. offre due soluzioni: Sistemi multifila o multiripiano, in cui a fianco al normale trasporto di linea si replica un certo numero di nastri trasportatori gemelli, che possono essere affiancati oppure sovrapposti, che vengono riempiti uno dopo l’altro in caso di fermata a valle e poi svuotati in sequenza per mantenere la logica FIFO. Sistemi ad aumento di spazio disponibile.

Per questi dispositivi, dalla meccanica decisamente più complessa, ci si affida alla consolidata partnership con Ambaflex e si va a integrare nella linea di confezionamento il sistema Accuveyor, che consente di modulare il numero di metri percorsi dai prodotti all’interno di un trasportatore a spirale, sfruttando pertanto lo spazio in verticale per guadagnare il tempo di accumulo.

M.H. Material Handling Spa è specializzata nell’efficientamento delle linee di packaging in particolare attraverso differenti soluzioni per sistemi di accumulo di tipo LIFO e FIFO, in base alle differenti esigenze del cliente.  Un video di approfondimento su questo argomento è disponibile sul canale YouTube dell’azienda

Per una consulenza dedicata alle vostre esigenze specifiche compilate il form di richiesta al seguente link: https://lr60bsag.pages.infusionsoft.net/?cookieUUID=cf8e2afe-ab42-46f8-8d0a-1e01ec489935&affiliate=0#7c70500b-a7ce-4976-9dfd-745db950f4e7

M.H. presenterà l’ultima versione del sistema BAT-Buffer alla fiera Fachpack di Norimberga, dal 24 al 26 settembre 2024, Padiglione 7A, Stand 757.