AUTOMAZIONE
TRASFORMAZIONE DIGITALE
01/12/2017

Una connettività aumentata contribuisce secondo Mitsubishi Electric ad apportare miglioramenti nell’ottimizzazione della produzione, monitoraggio, servizi da remoto e manutenzione predittiva.

In un ambiente produttivo sempre più concorrenziale, alle aziende occorre flessibilità, maggiore produttività e la possibilità di incrementare l’efficienza, riducendo i tempi di fermo impianto. In occasione della EMO di Hannover, Mitsubishi Electric ha mostrato e testato come queste esigenze possano essere soddisfatte focalizzando l’attenzione su sistemi di produzione connessi, sistemi di controllo intelligenti, soluzioni di Edge Computing e servizi smart. Il concetto di e-F@ctory sviluppato da Mitsubishi Electric offre una struttura pratica per la fornitura di tali soluzioni, rendendo possibile il processo di trasformazione digitale a livello di produzione. Le tecnologie chiave includono CNC, PLC e macchine per l’elettroerosione, oltre a dimostrazioni live per i partner che devono affrontare le sfide nel settore delle macchine utensili odierno.

di Luigi Ortese

Esempi dal vivo di sistemi di produzione con interazione uomo-macchina hanno mostrato come i costruttori possano aiutare gli utenti finali a trarre maggiori profitti dalla loro attività. Una connettività aumentata ha contribuito e contribuisce ad apportare miglioramenti nell’ottimizzazione della produzione, monitoraggio, servizi da remoto e manutenzione predittiva. Tutto ciò è stato dimostrato collegando la nuova generazione di controllori CNC M800/M80 ad altre soluzioni di automazione nei due stand della EMO di Hannover di Mitsubishi Electric (www.it3a.mitsubishielectric.com), come anche alle macchine dei clienti in fiera. Inoltre, i visitatori hanno potuto assistere alla dimostrazione del progetto pilota Smart Services, realizzato in collaborazione con il Fraunhofer Institute of Production Technology IPT, che offre un sistema di monitoraggio e formazione orientato all’uomo, insieme a una piattaforma AI basata su cloud in IBM Watson e collegata a un robot Mitsubishi Electric che fornisce nuovi modelli di manutenzione predittiva, realtà aumentata e controllo vocale.

Per rendere possibili tutte queste dimostrazioni, Mitsubishi Electric utilizza il concetto di “e-F@ctory - pushing business further”, motto che supporta la crescente trasformazione digitale che interessa le aziende. Avendo integrato tutte le tecnologie presenti negli stand in un ambiente IoT, le dimostrazioni hanno illustrano come sia possibile ottenere facilmente una produzione connessa.

TECNOLOGIE CNC DI PROSSIMA GENERAZIONE

Tra le tecnologie chiave presentate vi sono i nuovi controllori CNC che garantiscono un controllo rapido, preciso e a basso costo di macchine utensili per centri di lavorazione complessi. La serie CNC M800/M80 offre una maggiore velocità di elaborazione per una migliore performance di lavorazione, tempi di reattività della macchina più rapidi e una lavorazione più precisa. In fiera è stato presentato anche il modulo CPU CNC C80 montato su rack PLC, recentemente lanciato sul mercato. Con tutti questi controllori, Mitsubishi Electric vuole dimostrare come le aziende possano beneficiare del controllo integrato su un’intera linea di produzione.

Il flusso costante di dati consente agli utenti di implementare sistemi di controllo in grado di ottimizzare le prestazioni delle singole macchine e il rendimento dell’intero stabilimento. Tutto questo è stato illustrato presso lo stand Mitsubishi Electric su grandi schermi che visualizzavano i dati produttivi e operativi di tutte le macchine collegate. Le informazioni chiave relative alla produzione sono state riprodotte anche sui terminali degli operatori.

La serie M800/M80, in particolare, supporta fino a otto sistemi parziali, 32 assi e otto mandrini, con controllo regolazione della sincronizzazione multimandrino. Include anche la funzione di controllo SSS, Super Smooth Surface, di Mitsubishi Electric, che ottimizza l’accelerazione/decelerazione di ogni asse anche quando nel programma sono presenti piccoli incrementi. Lo spostamento più graduale dell’asse di rotazione riduce le vibrazioni dell’utensile durante la lavorazione ad alta velocità, rende possibile un miglior grado di precisione nello stesso lasso di tempo o consente tempi di ciclo ridotti senza compromettere l’accuratezza; inoltre, può essere utilizzato durante la lavorazione simultanea a cinque assi.

L’M800 è un controller di alto livello progettato per la lavorazione a velocità e precisione elevate per il controllo di sistemi multi-asse e multi-componente. L’M80, nato per sistemi di lavorazione meno complessi, con un numero inferiore di assi e mandrini, è dotato della stessa CPU CNC dedicata per il controllo numerico M800 che offre una combinazione di alta produttività e facilità d’uso. La CPU è progettata da Mitsubishi Electric per l’utilizzo CNC e offre una maggiore velocità di elaborazione per una migliore performance di lavorazione, tempi di reattività della macchina più rapidi e una lavorazione più precisa.

Allo stesso tempo, Mitsubishi Electric si è concentrata sul miglioramento della facilità d’uso di questi CNC orientati al futuro, rivolgendosi alla nuova generazione di operatori che sono cresciuti con tecnologie quali gli smartphone e i tablet. La serie M800/M80 offre una navigazione touchscreen basata su icone con controllo gestuale (pizzica, scorri e sfoglia), che ne facilita l’uso per professionisti e principianti. Lo schermo è disponibile in vari formati, 10,4”, 15” e 19” per una migliore visibilità. In particolare, il display verticale da 19” disponibile per l’M800 è dotato di uno schermo suddiviso in due diverse finestre di visualizzazione indipendenti, ciascuna delle quali può mostrare una tastiera software, un visualizzatore di documenti o altri applicativi utili alla specifica realizzazione, offrendo una flessibilità ancora maggiore e un sistema operativo intuitivo.

Le dimostrazioni live in fiera hanno mostrato anche come gli ultimi controllori CNC consentano un’ampia gamma di soluzioni di connettività, che vanno dalle comunicazioni estese a tutto l’impianto, alla “manutenzione intelligente” fino all’addestramento utilizzando la realtà aumentata e occhiali intelligenti.

Tra le caratteristiche aggiuntive di M800/M80 vanno ricordate le schede di espansione USB e SD per la memorizzazione e il backup di programmi di lavorazione di grandi dimensioni e complessi, mentre un disco rigido a stato solido garantisce elevati livelli di affidabilità, velocità e operatività. La compatibilità con un’ampia gamma di protocolli di rete aperti – tra cui CC-Link, Profibus DP e EtherNet/IP – assicura una maggiore flessibilità e facilità d’integrazione in un ambiente di fabbrica più ampio. Semplifica anche il collegamento del CNC con apparecchiature quali robot, sensori e altre periferiche e dispositivi.

L’offerta CNC è completata da Mitsubishi Electric con una serie completa di servomotori complementari, servomotori lineari, servomotori ad azionamento diretto e motori per mandrini, progettati per applicazioni di alta precisione e velocità.

Mitsubishi Electric risponde all’esigenza di un controllo rapido, preciso e a basso costo delle macchine utensili per centri di lavorazione complessi con una nuova serie di sistemi CNC: i controller M800 e M80.

MANUTENZIONE PREDITTIVA

La manutenzione predittiva è un altro argomento chiave affrontato presso lo stand Mitsubishi Electric. Con un’applicazione reale incentrata su un robot RV-4FRL, i dati raccolti dal controllore CR-800 del robot vengono trasmessi a un PLC della serie MELSEC iQ-R che offre un livello di elaborazione Edge. I dati pre-elaborati sono quindi inoltrati al cloud per l’analisi utilizzando la piattaforma di intelligenza artificiale Watson di IBM. La dashboard offre una panoramica dello stato di salute del robot e trasmette le richieste di manutenzione al tablet dell’operatore. Gli utenti possono osservare l’efficienza di ogni giunto del robot, vedere i cambiamenti nel tempo e visualizzare suggerimenti per gli interventi di manutenzione da Watson in modo tale da pianificare una manutenzione efficiente. Presso lo stand Mitsubishi Electric è stato mostrato, inoltre, come aumentare l’efficienza della manutenzione grazie al controllo vocale del robot. Le stesse attività di manutenzione sono ottimizzate grazie all’uso di occhiali intelligenti che mostrano i disegni CAD delle parti rilevanti del robot sovrapposte al robot stesso. Inoltre, gli occhiali possono mostrare anche le istruzioni per una manutenzione manuale e personalizzata.

I guasti alle macchine continuano comunque a cogliere di sorpresa molte società. La tendenza prevalente è quella di risolvere i problemi nel corso dei fermi macchina imprevisti o di implementare una manutenzione preventiva in base a calendari stabiliti o dopo un certo numero di ore di esercizio. Tuttavia, con la manutenzione predittiva, i problemi di produzione possono essere identificati molto prima che si trasformino in tempi di fermo imprevisti che pregiudicano il rendimento. I tecnici della manutenzione possono adottare misure correttive prima che il guasto si verifichi o prima che la ridotta performance di una macchina porti alla fabbricazione di prodotti difettosi. Quest’ultima soluzione di Mitsubishi Electric per la manutenzione predittiva con robot si serve della piattaforma di intelligenza artificiale Watson di IBM. La piattaforma utilizza modelli di manutenzione predittiva, simulazione digitale ed estrapolazione degli andamenti per generare informazioni per la manutenzione basate su effettive caratteristiche d’uso e usura. Questa soluzione si adatta in modo particolare al mondo dei robot, in cui gli utenti non sempre apprezzano il fatto che sia necessaria una manutenzione periodica. Come detto, per incrementare l’efficienza degli interventi di manutenzione, in occasione della fiera EMO di Hannover è stato illustrato il funzionamento completamente automatico del robot. Le comunicazioni tra robot e utente attraverso il cloud sono bidirezionali e costituiscono la base per il controllo vocale dell’apparecchiatura robotizzata. La dimostrazione ha evidenziato anche come sia possibile fornire un’ulteriore assistenza per le attività di manutenzione, attraverso una serie di comandi vocali.

La soluzione di Mitsubishi Electric per la manutenzione predittiva con robot si serve della piattaforma di intelligenza artificiale Watson di IBM.

INTERAZIONE UOMO-MACCHINA

Un’altra dimostrazione illustra come gli smart device, quali tablet e occhiali intelligenti, siano fattori trainanti nella trasformazione digitale della produzione, aprendo una finestra sul futuro con il monitoraggio e l’addestramento orientato all’uomo. Sviluppati come progetto pilota con il Fraunhofer Institute for Production Technology IPT, i tablet e gli occhiali vengono utilizzati come interfaccia utente con il controllore CNC M850W su una macchina CNC a 5 assi. 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. I dati grezzi vengono continuamente elaborati, visualizzati e automaticamente aggiornati all’interno dello smart device e in caso di interruzioni di produzione impreviste o errori, l’operatore riceve automaticamente informazioni tramite pop-up.

Questa tecnologia di visualizzazione avanzata supporta la manutenzione predittiva, ma può anche essere di ausilio per la formazione degli operatori e del personale di manutenzione. Come conseguenza di questa tecnologia connessa, gli operatori possono interagire con le macchine in modo più efficiente e imparare come usarle in modo più rapido. Gli utenti possono scegliere dal menu una serie di argomenti, tra cui formazione, assistenza/supporto, dati in tempo reale e valori di manutenzione predittiva. Le voci del menu offrono un mix di animazioni, guide visive e contenuti sulla realtà aumentata.

I visitatori dei due stand Mitsubishi Electric alla EMO di Hannover hanno avuto l’opportunità di scoprire in prima persona come il portafoglio prodotti di automazione, macchine e soluzioni dell’azienda possano rispondere alle loro singole esigenze per la trasformazione digitale dei processi di produzione. ©tecnelab

Sviluppati come progetto pilota con il Fraunhofer Institute for Production Technology IPT, i tablet e gli occhiali vengono utilizzati come interfaccia utente con il controllore CNC M850W su una macchina CNC a 5 assi.



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