I terminali EtherCAT della serie ELM consentono misurazioni ad alta tensione con alta precisione e velocità di campionamento.
Sensori per misure sempre più precise, intelligenza artificiale, machine learning. Beckhoff ha integrato il meglio di Industria 4.0 in soluzioni sempre più richieste anche dalle piccole e medie imprese italiane.
di Riccardo Oldani
Nei primi anni della quarta rivoluzione industriale, quella che tutti definiscono Industry 4.0, molto si è dibattuto sull’applicabilità delle nuove tecnologie alla scala dell’impresa italiana. L’obiezione iniziale era che i nuovi sistemi per la smart factory fossero stati sviluppati su misura dell’industria tedesca, in media decisamente più grande della nostra, e che buona parte delle soluzioni proposte non fossero adottabili dal nostro manifatturiero.
Da allora le cose sono molto cambiate, la percezione della transizione 4.0 è molto cambiata anche tra i manager italiani e molti gruppi che producono soluzioni per l’automazione, trovando un terreno più fertile anche nella Penisola, hanno cominciato a introdurre soluzioni sempre più flessibili e adattabili a una dimensione d’impresa contenuta.
UNA GAMMA SEMPRE PIÙ AMPIA
Tra questi protagonisti figura Beckhoff, uno dei grandi nomi mondiali in fatto di sistemi aperti per l’automazione che adottano controlli PC-based. Tra questi, PC industriali, PLC, bus, software, dispositivi I/O e motion capaci tutti di comunicare tra loro e di scambiarsi informazioni. Abbiamo parlato dell’evoluzione della proposta del gruppo con Michele Greco, Area Sales Manager di Beckhoff, che abbiamo incontrato qualche tempo fa a una fiera dedicata alle tecnologie della misura e dei test in ambito industriale. “Negli ultimi anni”, ci ha detto, “abbiamo visto come il cliente finale italiano abbia cominciato a considerare sempre più utile Industry 4.0, non solo come veicolo per l’innovazione tecnologica ma anche come strumento per ridurre i costi e per risparmiare. Questa constatazione ha fatto crescere la richiesta e ci ha dato la possibilità di allargare la nostra proposta di prodotti”.
Michele Greco Area Sales Manager di Beckhoff.
SOLUZIONI PER LA MISURA
Un grande rilievo ha per esempio tutto il mondo della misura, le cui soluzioni sono sempre più richieste nella fabbrica digitale. “Proponiamo molti dispositivi per il mondo della misura”, ci dice Greco, “oggetti pensati per lo shopfloor, in grado di offrire fino a 50.000 campionamenti al secondo e dotati di una risoluzione elevatissima, a 24 bit. Si tratta di strumenti molto precisi che si uniscono al nostro bus EtherCAT moderno e potente, divenuto il punto di riferimento mondiale nella sua categoria. EtherCAT è lo standard di riferimento per i costruttori di macchine. Su questo bus, che può ciclare a 100 microsecondi e laddove necessario anche a tempi inferiori, connettiamo strumenti capaci di elevate risoluzioni e alta precisione, in grado di raggiungere una velocità e una capacità di trasmissione unici.
TRASPORTO E MACHINE LEARNING
Un esempio di soluzione che utilizza questa grande capacità di trasmissione dati è il TwinCAT Machine Learning, utilizzabile su un sistema di trasporto lineare XTS, uno tra i prodotti Beckhoff più apprezzati e utilizzati dai produttori di macchine. “La soluzione di machine learning”, spiega Greco, “si basa su una sensoristica che consente di rilevare le correnti richieste nelle fasi di accelerazione e decelerazione del sistema di trasporto per poi farle analizzare dal sistema di machine learning e ottimizzarle, in modo da rendere più progressivo e fluido il movimento effettuato dal mover, il carrello di trasporto, tra il punto in cui scarica il pezzo a quello in cui ritorna per riceverne un altro”.
TwinCAT Machine Learning Server è un modulo di esecuzione ad alte prestazioni (motore di inferenza) per modelli di apprendimento automatico e profondo.
RISPARMIO ENERGETICO
Nei sistemi di trasporto tradizionali questo percorso a vuoto viene effettuato con una forte accelerazione e ad alta velocità, in realtà non necessaria, con un conseguente spreco di energia. L’algoritmo di machine learning permette invece di ottimizzare il movimento del sistema di trasporto lineare XTS e di ridurre gli sprechi. Aspetto decisamente interessante soprattutto ora, in un periodo in cui ci siamo resi conto di quanto sia preziosa l’energia. Inoltre, si riduce l’usura meccanica del sistema con vantaggi per la manutenzione. “Questa tecnologia”, osserva Greco, “è di particolare interesse per il mondo delle macchine utensili, specialmente quando è necessario soddisfare grandi volumi di lavoro e grandi lotti, che richiedono un lavoro costante e continuo da parte delle macchine utensili”.
DATI PER IL CONDITION MONITORING
Altre soluzioni applicate ai sistemi XTS riguardano, per esempio, il condition monitoring, reso possibile dall’uso di accelerometri integrati nella parte della macchina che si vuole analizzare. Dai dati raccolti è possibile individuare l’approssimarsi del momento di una probabile una rottura. Ne deriva così la capacità di prevedere il momento migliore della manutenzione, che può essere programmata nei tempi e nei periodi ottimali per l’attività e minimizzare così le soste per gli interventi tecnici, evitando i fermi macchina dovuti a guasti.
I moduli ELM, che consentono la raccolta e l’elaborazione dei dati e che sono dedicati al mondo della misura, sono caratterizzati da un involucro metallico che, spiega Greco, “garantisce una stabilità termica elevata, proteggendo la componentistica interna, che risulta schermata anche da disturbi elettrici o magnetici”.
XTS-eXtended Transport System è il sistema di trasporto lineare sviluppato da Beckhoff, basato su mover movimentati magneticamente.
NO CABLE TECHNOLOGY
Tra le ultime novità lanciate da Beckhoff va segnalata infine la tecnologia NCT (No Cable Technology). “Si tratta”, chiarisce Greco, “di un modulo che consente di portare una potenza elettrica limitata tra 35 e 75 W di picco su un mover contactless che si muove in maniera completamente autonoma. Sopra il mover è possibile realizzare lavorazioni, movimentazioni, posizionare oggetti elettrici per effettuare misurazioni. Il tutto senza alcun contatto elettrico né strisciante né cablato”.
Michele Greco fa un esempio per farci capire meglio le potenzialità della soluzione: “Immaginiamo, per esempio, di introdurre un sistema di trasporto in una macchina per il packaging con le necessità di ruotare il pezzo trasportato durante lo spostamento. Normalmente si utilizzerebbe un robot per farlo. Con la tecnologia NCT è invece possibile alimentare un motore passo-passo, installato sul mover, in grado di effettuare il movimento durante la traslazione”. Lo stesso modulo NCT permette di trasferire anche dati con tempi ciclo di 250 microsecondi. Caratteristica che permette di usare sui mover sensori, come le celle di carico, i cui dati vengono poi trasmessi senza contatto al PLC per la loro elaborazione. ©ÈUREKA!
Con la nuova No Cable Technology (NCT), i mover XTS possono diventare stazioni mobili di movimentazione o lavorazione, espandendo così XTS in un sistema multirobot altamente flessibile.