Prototipo meccanico? Ti presento il digital twin

Dal concept alla macchina funzionante e ottimizzata, tagliando i costi e in tempi da record, grazie al prototipo virtuale

Pubblicato il 24 aprile 2018

Funzionalità sempre più complesse nell’automazione di macchina e una crescente richiesta di personalizzazione si devono oggi confrontare con l’esigenza di contrarre i tempi di realizzazione e collaudo di ogni macchina, qualunque sia la configurazione.

Conciliare due fattori come complessità e rapidità di consegna così in contrasto tra loro richiede di pensare a modalità di sviluppo nuove, che permettano di superare quell’iterazione classica: progetto-prototipo-test-correzione-riprogettazione, così dispendiosa in termini di costi e di tempi.

Il gemello virtuale
Una valida strategia sostituisce le fasi di prototipazione e test su macchine fisiche con un passaggio virtuale, dove una macchina, o una parte di essa, viene rappresentata da un modello matematico che ne replica fedelmente il funzionamento.
Tale modello matematico viene poi codificato e, nella architettura B&R, integrato direttamente all’interno dell’ambiente di sviluppo Automation Studio. In questo unico ambiente di sviluppo, infatti, è possibile combinare il carico meccanico con azionamenti e motori, simulandone la dinamica, grazie all’utilizzo di pochi blocchi funzione pronti all’uso.

Meglio saperlo prima
Chi ha progettato il software applicativo e chi ha disegnato la meccanica, possono così verificare il comportamento generale del sistema, prima ancora di andare in officina per realizzare le parti fisiche. Diventa pertanto possibile sperimentare il design fisico della macchina con algoritmi di controllo di movimento sofisticati in un ambiente virtuale sicuro.
Possibili criticità meccaniche o elettriche o logistiche diventano evidenti in simulazione e possono pertanto essere corrette, migliorando iterativamente il progetto, senza costi di realizzazione meccanica, se non per il prototipo definitivo e senza mettere a repentaglio persone o macchinari.
La simulazione offre inoltre una occasione perfetta per verificare il dimensionamento di ogni parte in movimento, raffinando la taglia dei motori coinvolti per ottimizzare l’investimento.

Da dove parto?
L’obiettivo è combinare le parti di automazione, partendo dal livello di PLC e motion, dove gli strumenti di simulazione ARSim e SimACOPOS sono integrati direttamente nel sistema di controllo B&R, con il modello fisico dei componenti meccanici e delle macchine, dove i modelli vengono realizzati con strumenti come Simulink o MapleSim, fino al livello di impianto e di processo, dove entrano in gioco strumenti come IndustrialPhysics.
Una volta completata questa amalgama è possibile procedere alla simulazione dell’intera macchina che, grazie a una vera e propria prototipazione virtuale, viene testata nel suo complesso e rifinita in ufficio, prima ancora di metter piede in officina.

Scopri di più sul Digital Twin

Guarda nel video una applicazione del gemello virtuale realizzata per il sistema di trasporto intelligente ACOPOStrak che serve una linea articolata in diverse stazioni produttive parallele.

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