Le proposte di FANUC per il Digital Twin comprendono software sia per la replica digitale dei robot che delle macchine utensili, ad esempio, da oltre 15 anni, offre il software ROBOGUIDE per la programmazione e la simulazione in ambiente 3D dei robot.
Con il mercato del gemello digitale che si stima raggiungerà i 140 miliardi di dollari nel 2030, le prospettive di crescita del comparto sono più che promettenti e vedono FANUC in prima linea nella fornitura di soluzioni di Digital Twin.
di Giuseppe Costa
Il Digital Twin non costituisce un semplice strumento per ottimizzare la produzione. Si tratta di una vera e propria tecnologia trasformativa che ridefinisce il modo in cui le industrie operano, offrendo intuizioni, efficienza e adattabilità senza precedenti nell’intero ciclo di vita del prodotto. Le prospettive di crescita del comparto sono più che promettenti, con il mercato del gemello digitale che si stima raggiungerà i 140 miliardi di dollari nel 2030 con una crescita anno su anno di +41,9% per i prossimi 6 anni (Vantage Market Research). E FANUC, leader mondiale nel campo dell’automazione industriale, della robotica e del controllo numerico, si pone in prima linea nella fornitura di soluzioni di Digital Twin sia per le fasi di feasibility study che di installazione e ottimizzazione, contribuendo anche a migliorare la sostenibilità effettuando un calcolo preliminare e realistico dei consumi energetici e della durability.
Digital Twin
Il Digital Twin è ampiamente diffuso nell’ambito della robotica da diversi anni, mentre nel settore macchina utensile ci troviamo ancora in una fase preliminare di prime applicazioni. Questo perché nella robotica non esiste una configurazione standard, essendo che ogni cella presenta caratteristiche, prestazioni e peculiarità uniche, che richiedono pertanto uno studio preliminare approfondito per ottimizzare le risorse. Al contrario, nell’ambito della macchina utensile le lavorazioni e le configurazioni sono tendenzialmente standardizzate, e l’approccio al gemello digitale va più nella direzione di una replica digitale nell’ottica di ottimizzazione del ciclo di lavorazione.
Le proposte di FANUC per il Digital Twin comprendono software sia per la replica digitale dei robot che delle macchine utensili. Si tratta di una prospettiva unica nel mondo dell’automazione, perché FANUC è l’unico fornitore di soluzioni di automazione che produce sia robot che controlli numerici e macchine utensili, oltre a software IoT.
Una volta che la workcell è programmata, è possibile trasferire direttamente il software ROBOGUIDE al controllore hardware e aggiornare eventuali modifiche in entrambe le direzioni.
ROBOGUIDE
Pioniere nella simulazione offline dei robot, FANUC offre più di 15 anni il software ROBOGUIDE per la programmazione e la simulazione in ambiente 3D dei robot. Questo software consente di replicare con precisione i movimenti dei robot e dei dispositivi esterni all’interno di una cella di lavoro. Un modulo opzionale permette anche di valutare i carichi di lavoro del robot e la sua durabilità. La libreria CAD integrata consente di accedere a tutti i robot, le macchine e i componenti FANUC. La funzione di simulazione e profilazione del robot contiene un pacchetto completo di dettagli di verifica del processo, tra cui il movimento, la convalida del tempo di ciclo e la prevenzione delle collisioni. Sono disponibili funzioni specifiche per la manipolazione, la pallettizzazione, la verniciatura, la smussatura, e per lo sviluppo di programmi robotici che supportano il controllo tramite KAREL e Teach Pendant.
Una volta che la workcell è programmata, è possibile trasferire direttamente il software al controllore hardware e aggiornare eventuali modifiche in entrambe le direzioni. ROBOGUIDE è ampiamente utilizzato anche per la progettazione offline dell’asservimento delle macchine utensili.
ROBOGUIDE consente di replicare con precisione i movimenti dei robot e dei dispositivi esterni all’interno di una cella di lavoro. Un modulo opzionale permette anche di valutare i carichi di lavoro del robot e la sua durabilità.
CNC Guide 2
La soluzione per il settore delle macchine utensili si chiama CNC Guide 2, e risulta particolarmente utile per individuare alcune impostazioni del controllo assi migliorative senza dover effettuare continui test su macchine già in ramp-up di produzione. A partire dalla configurazione originale del CNC, questo software replica fedelmente i movimenti degli assi, supportando tutte le opzioni di High-Speed Machining basate su tecnologie proprietarie. Recentemente è stata integrata la possibilità di emulare il Servo Mechanical Model di ogni asse, migliorando ulteriormente la coerenza tra il sistema simulato e il sistema reale. Con l’uso di Servo Viewer e/o Servo Guide, è possibile registrare i dati in tempo reale per simulare la lavorazione del pezzo grazie al tool Surface Estimation. La superficie simulata può basarsi su dati teorici di posizione, simulazione dinamica degli assi o dati reali acquisiti dal CNC montato sulla macchina.
È anche possibile confrontare la qualità superficiale rispetto al modello 3D del pezzo originale per analizzare eventuali scostamenti. Questa simulazione può essere eseguita senza “occupare” la macchina reale, portando a vantaggi in termini di produttività e consumo di risorse. Un modulo software dedicato può automaticamente cercare la combinazione ottimale di parametri durante la simulazione per migliorare la qualità superficiale del pezzo.
CNC Guide 2 ha introdotto funzioni di intelligenza artificiale mirate non solo alla replica 3D della macchina, ma anche all’ottimizzazione del sistema. Per il futuro, FANUC sta esplorando l’integrazione di strumenti immersivi per avvicinarsi a zone inaccessibili, anche in termini di manutenzione e assistenza. In questo contesto, il servizio di assistenza FAR-FANUC Assisted Reality con realtà aumentata completa la replica digitale dei sistemi produttivi, consentendo la modellazione digitale anche nella fase post-vendita.
La soluzione di FANUC per il settore macchine utensili si chiama CNC Guide 2, e risulta utile per individuare alcune impostazioni del controllo assi migliorative, senza dover effettuare continui test su macchine già in ramp-up di produzione.
CNC Reflection Studio
Con CNC Reflection Studio la simulazione può rappresentare l’intera macchina in un ambiente virtuale 3D, inclusa la verifica di eventuali collisioni prima della produzione effettiva del pezzo. CNC Reflection Studio è un’applicazione FANUC per Windows che semplifica il virtual commissioning e offre una replica digitale accattivante della macchina CNC per visualizzarne il comportamento, così come quello dei pezzi, delle attrezzature e delle configurazioni degli utensili.
Questo software avanzato può replicare virtualmente il modello di macchina fornito dal costruttore di macchine utensili, oppure, in alternativa, fornire le repliche di macchine standard. La simulazione può essere creata con il software CNC Guide 2 oppure direttamente dall’unità di governo per creare un gemello digitale della macchina.
Considerando i parametri inseriti nel programma del controllo numerico per la simulazione del programma di lavorazione, viene assicurata la trasferibilità della simulazione del programma alla macchina reale. Il software CNC Reflection Studio consente di testare offline i programmi utilizzando il layout e la cinematica della macchina, simulare il percorso dell’utensile, l'asportazione di materiale e il movimento della macchina.
CNC Reflection Studio è un’applicazione FANUC per Windows che semplifica il virtual commissioning e offre una replica digitale accattivante della macchina CNC per visualizzarne il comportamento, così come quello dei pezzi, delle attrezzature e delle configurazioni degli utensili.
