Fraunhofer Institute e Mitsubishi Electric insieme per illustrare il funzionamento della macchina con approccio orientato all’uomo

A EMO 2017 Mitsubishi Electric ha fornito una panoramica sul futuro con il monitoraggio e la formazione orientati all’uomo per macchine CNC utilizzando dispositivi intelligenti che offrono l’integrazione diretta con i sistemi di controllo delle macchine. Sviluppata come progetto pilota con il Fraunhofer Institute for Production Technology IPT, la dimostrazione allo stand dell’azienda ha mostrato come tablet e occhiali intelligenti possano essere utilizzati come interfaccia utente con un controllore CNC su una macchina CNC a 5 assi per supportare l’utente nel passaggio a un nuovo livello digitale.

Il grande potenziale degli “smart device” in applicazioni industriali risiede nella flessibilità offerta agli utenti di gestione della macchina, nelle operazioni di monitoraggio della produzione, avviamento del sistema e addestramento, oltre che nel supporto/assistenza e manutenzione. La comunicazione diretta tra il dispositivo e il controllore della macchina è gestita attraverso un’interfaccia visiva di facile comprensione: una soluzione innovativa per l’analisi e la valutazione dei dati in tempo reale all’interno del sistema informatico. Per il monitoraggio, gli operatori possono visualizzare informazioni aggiornate sulla macchina e sulla produzione, ad esempio lo svolgimento delle operazioni, il tempo restante, lo stato della macchina o l’OEE (Overall Equipment Effectiveness, efficienza globale delle apparecchiature).

Il funzionamento di un sistema di questo tipo dipende da uno scambio diretto tra il sistema di controllo della macchina e lo smart device. Contemporaneamente, le comunicazioni tra il controllore della macchina e lo smart device devono essere quasi in tempo reale, dal momento che le informazioni sono spesso critiche in termini di tempo e richiedono un’azione o un intervento immediato. Ciò che si apre è un più elevato livello di trasparenza delle informazioni in real-time per l’operatore, in quanto i dati grezzi vengono continuamente elaborati, visualizzati e automaticamente aggiornati all’interno dello smart device. In caso di interruzioni di produzione impreviste o errori, l’operatore riceve automaticamente informazioni pop-up. Le librerie e i codici di errore predefiniti vengono tradotti in messaggi importanti che veicolano le possibili cause e le istruzioni per la correzione con conseguente riduzione del tempo di reazione nella risoluzione delle problematiche e un incremento dell’OEE.

Un impulso significativo alle pratiche di addestramento e manutenzione predittiva

La tecnologia supporta anche la manutenzione predittiva. Lo smart device fornisce ai tecnici i risultati dell’analisi dei dati e informazioni sul ciclo di vita dei componenti, come ad esempio indicazioni sullo stato di usura dell’azionamento di un mandrino. Il tecnico viene così informato della necessità di un intervento di manutenzione molto prima che il problema si trasformi in un guasto. Come ausilio alla riparazione o sostituzione, un modello 3D dell’azionamento del mandrino viene sovrapposto all’effettivo campo visivo in un ambiente di realtà aumentata, chiarendo e semplificando l’intervento di manutenzione.

La stessa tecnologia può essere di aiuto per l’addestramento dell’operatore o del personale di manutenzione, ad esempio con una libreria di video, PDF o altro contenuto formativo che potrà essere visualizzato all’interno degli smart device. Anche i contenuti formativi possono sfruttare la realtà aumentata per aiutare il personale che gravita intorno alla macchina a ridurre le curve di apprendimento.

La connettività è una delle caratteristiche chiave della soluzione

L’uso di smart device in un ambiente industriale reale dipende dall’integrazione e dal collegamento del dispositivo al sistema e questo è stato uno dei principali obiettivi della collaborazione tra il Fraunhofer Institute for Production Technology IPT e Mitsubishi Electric.

L’applicazione pilota ha mostrato come la comunicazione tra smart device e controller CNC M850W possa essere implementata utilizzando il protocollo SLMP (Seamless Message Protocol) su un’interfaccia Android/PLC, e mette in evidenza quanti diversi dispositivi con sistema operativo Android possono essere integrati. Nel sistema possono essere utilizzati anche altri protocolli, tra cui OPC UA.

Tecnologia di supporto orientata all’uomo per la digitalizzazione sul campo

Il lavoro di sviluppo che il Fraunhofer Institute for Production Technology IPT e Mitsubishi Electric hanno intrapreso mostra come gli smart device rappresentino un’estensione sensibile, logica e pratica della classica interfaccia tra sistema di controllo macchina e operatore.

Con la migrazione delle aziende verso la produzione Industry 4.0, gli operatori avranno bisogno di una maggiore flessibilità e di informazioni in tempo reale oltre all’interazione diretta con la macchina. La possibilità di richiamare direttamente le informazioni, elaborarle localmente e visualizzarle in modo pratico sarà uno dei fattori chiave del progresso delle aziende e in questo contesto gli smart device rivestono un ruolo fondamentale.

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