Il futuro del motion control tra intelligenza e integrazione

Dalla rivista:
Automazione e Strumentazione

 

Nella mattinata del 21 novembre, presso la sede di Ucimu-Sistemi per produrre, si è tenuta la Tavola rotonda “Componenti nei sistemi di Motion Control: trend tecnologici in atto” organizzata da Anipla, l’Associazione Nazionale Italiana Per L’Automazione, nell’ambito del convegno tecnico scientifico “Motion Control 2013”. Hanno preso parte alla tavola esponenti di quattro importanti aziende del settore: B&R, Lenze, Lti, Omron.

L’articolo completo sarà pubblicato sul numero di gennaio di Automazione e Strumentazione. Automazione Plus vi propone un’anteprima esclusiva dei temi principali trattati nel corso della mattinata.

Il primo punto affrontato è stato quello dei fattori che sono destinati a incidere maggiormente sulle prossime innovazioni nei componenti per il controllo del movimento. Tra i trend principali evidenziati, l’integrazione di motori e inverter in un’unica unità, la crescente disponibilità di soluzioni dotate di un cavo unico per potenza e dati, la riduzione dei prezzi, la miniaturizzazione dei componenti e la disponibilità di maggiori prestazioni grazie agli sviluppi dell’elettronica.

Uno dei temi più interessanti dibattuti nel corso della tavola rotonda è il progressivo spostamento dell’intelligenza verso la periferia del sistema (negli azionamenti), almeno nelle applicazioni che richiedono un numero di assi relativamente contenuto: gli sviluppi tecnologici degli azionamenti consentiranno tempi di ciclo ancora più ridotti permettendo un controllo più preciso e una riduzione dei componenti e del relativo costo grazie a soluzioni encoder-less. La decentralizzazione dell’intelligenza sull’azionamento permetterà anche un aumento della velocità di reazione del sistema di motion.

In “periferia” (e su bus di campo) andrà anche la sicurezza che sarà integrata nell’azionamento, eccezion fatta per quelle applicazioni che richiedono un CNC o l’ausilio di Robot, dove serve un generatore di traiettorie multiasse residente su una CPU dedicata.

Per le applicazioni che richiedono un motion controller centrale, si fanno strada sempre più delle soluzioni che vedono un unico dispositivo sia per il controllo logico sia per il motion. Nelle nuove piattaforme che stanno nascendo secondo questa filosofia trovano spazio anche i controlli dedicati alla sicurezza e gli I/O distribuiti. La scelta di un controllore di tipo tradizionale o PC-based, invece, sarà lasciata all’utilizzatore e dipenderà dal peso del sistema HMI.

Un altro driver di innovazione è l’efficienza energetica. Gli inverter per l’automazione potrebbero giovare delle innovazioni sviluppate in questi anni per le applicazioni nel fotovoltaico.

Il 20%-25% del prezzo di una macchina è determinato dai costi di ingegnerizzazione. Per lo sviluppo di sistemi meccatronici complessi diventerà quindi sempre più necessario affidarsi alla prototipazione e alla simulazione, per ridurre tempi e costi dell’engineering e poter prevedere con certezza il comportamento del sistema e scegliere correttamente la taglia degli azionamenti.

Anche per i motori elettrici sono in arrivo novità. Per esempio, la crisi delle terre rare ha imposto gli ingegneri di riconsiderare il motore asincrono, sviluppando nuovi motori a frequenze elevate e con avvolgimenti più sottili che si avvicineranno alle performance dei brushless, garantendo dimensioni relativamente compatte e costo inferiore. I motori brushless saranno sempre più encoder-less, grazie all’aumento delle performance degli azionamenti e ai bus di campo veloci che permetteranno di “prevedere” con esattezza il posizionamento. Diventeranno più flessibili anche gli azionamenti che saranno in grado di pilotare sia motori brushless che asincroni. Un altro trend è quello che vede la semplificazione del cablaggio dei motori, con un cavo unico per dati e potenza.

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