Componenti meccanici intelligenti, modulari e ad alta configurabilità per linee di produzione flessibili, personalizzabili dagli stessi utenti finali con una programmazione semplificata. In Sps (Parma 23-25 maggio) Bosch Rexroth presenterà tutta una serie di soluzioni basate su ctrlX Automation, la piattaforma di automazione industriale aperta che permette di gestire tutte le fasi della produzione, aggiornando costantemente l’operatore sulle funzionalità ed efficacia del processo produttivo.
«Rispetto alle classiche architetture di automazione, ctrlX Automation si differenzia per la possibilità di integrare direttamente all’interno del controllo tutte le nuove funzionalità richieste nel mondo industriale, senza la necessità di dover integrare ulteriori componenti esterni. Questo semplifica l’architettura, evitando di dover utilizzare linguaggi e componenti di terze parti per la condivisione dei dati di macchina o di processo, afferma Andrea Maffioli, vice presidente Industrial Applications di Bosch Rexroth Italia. Attorno a ctrlX Automation abbiamo sviluppato un ecosistema di partner per la co-creazione di nuove funzionalità industriali. Alla Fiera di Parma avremo l’occasione di far vivere ai visitatori l’esperienza di utilizzo di alcune applicazioni che proponiamo in partnership con la community di ctrlX World. Soluzioni che sono pensate per una produzione in grado di adattarsi a cambi formato e volumi discontinui, condizione che rappresenta lo standard delle pmi del manifatturiero italiano».
Tra i partner, Vision System, il sytem integrator che ha realizzato una demo applicativa relativa ad un sistema di visione in grado di riconoscere e trasmettere ad un robot collaborativo quali dei prodotti trasportati lungo una linea debbano essere prelevati. E poi Orobix, con cui la multinazionale tedesca ha creato un’applicazione capace di individuare, grazie all’ausilio di algoritmi di intelligenza artificiale, eventuali segnali di inefficienza su un mandrino con motore sensorizzato così da prevenire future anomalie di funzionamento anche in ottica di manutenzione predittiva. Facilità di utilizzo, modularità, flessibilità. ctrlX Automation consente sia ai costruttori di macchine sia agli utilizzatori finali l’integrazione di molteplici servizi, come virtualizzazione, digital twin e algoritmi di intelligenza artificiale. Un esempio delle possibili applicazioni arriva dal mondo del packaging. Un costruttore di robot cartesiani destinati all’imballaggio e alla pallettizzazione ha sfruttato i vantaggi di ctrlX Automation per progettare in virtuale fine linea diversi, in funzione delle dimensioni del prodotto da movimentare. Risultato? Una progettazione più efficiente con una riduzione del 30-40% dei costi di engineering. Le soluzioni software di Bosch Rexroth si estendono anche all’idraulica. Un esempio è H4U (Hydraulics for You) che semplifica la progettazione delle funzioni idrauliche e alla robotica. In quest’ultimo caso la novità è lo Smart Flex Effector, la tecnologia sensoriale che permette di dare vita a manipolatori robotici in grado di lavorare con livelli di precisione una volta inimmaginabili. Le applicazioni di Smart Flex Effector spaziano dall’automazione di assemblaggi ai processi di giunzione con tolleranze ridotte, al monitoraggio della qualità e alla movimentazione controllata degli oggetti.
Sostenibilità, semplificazione uomo-macchina e apertura a un ambiente multivendor
Efficienza energetica, riduzione dei consumi, e maggiore produttività, meno scarti e un minor impatto in termini di carbon footprint. E, ancora, ottimizzazione del personale di linea e migliore interfaccia uomo-macchina. «ctrlX Automation è la piattaforma per l’edge computing e per la fabbrica real time, dice Maffioli. Raccogliamo i dati dal campo, li importiamo in un concentratore edge dove vengono analizzati dando l’opportunità di modificare determinati stati macchina. Si ha ormai la possibilità di monitorare la produzione con dispositivi mobili, consentendo di variare i parametri macchina anche da remoto. Significa avere sotto controllo ogni tipo di allarme, poter impostare la macchina da qualunque posizione, dentro e fuori l’azienda». Una fabbrica configurabile e riconfigurabile, dinamica, scalabile e modulare. «Gli utenti possono prelevare a scaffale quello di cui necessitano. Mi serve un motion control, un controller IoT? Nel ctrlX Store si trova tutto ciò di cui gli utenti hanno bisogno. E’ il bello della tecnologia a container: programmazione aperta di ambienti multivendor con personalizzazione attraverso i più diffusi e moderni linguaggi di programmazione», dice Maffioli.
Linee di produzione sempre più compatte e modulari. L’IoT data driven per l’edge computing
Sistemi di visione per identificazione e classificazione di anomalie di produzione con il supporto di intelligenza artificiale, automazione sostenibile, con applicazioni di energy management e monitoraggio remoto. ctrlX Automation collega i mondi dell’automazione, dell’informatica industriale e dell’IoT. «Basato su sistema operativo Linux real-time, con standard aperti, programmazione basata su app e connettività IoT, riduce il numero di componenti e i costi di messa in servizio dal 30% al 50%», afferma Maffioli. Grazie alla nuova automazione si possono realizzare sistemi e macchine più compatti e modulari, con hardware dalle dimensioni ridotte. «Nelle pmi del manifatturiero si richiede una produzione flessibile, con frequenti cambi formato, che devono avvenire senza perdite di tempo. Obiettivo è avere un settaggio macchina rapido e veloce. Tutto questo è possibile con un’impostazione data driven, basata sulla raccolta dati dal campo», dice Maffioli. In altre parole, l’edge computing di ctrlX Automation permette di intercettare il dato per analizzare possibili cambi formato, per supportare la linea in modo veloce e continuativo, attraverso logiche di controllo modulare.
Best practice: ctrlX Automation apre le porte a nuove soluzioni di automazione intelligente
Un caso concreto dell’efficacia della nuova piattaforma di automazione è l’implementazione di un modello di machine learning per il controllo qualità e la manutenzione predittiva su una macchina automatica basata su Plc. Come racconta Maffioli, «Grazie all’integrazione della piattaforma ctrlX Automation su un sistema di automazione esistente, è stato possibile adottare un algoritmo che monitora il funzionamento della macchina e ne riconosce eventuali anomalie o malfunzionamenti. L’algoritmo, dopo una fase di addestramento su una mole di dati relativa al corretto funzionamento della macchina, è in grado di estrapolare informazioni preziose per individuare in anticipo possibili fonti di difetti o problemi, riducendo drasticamente i fermi macchina e i relativi costi». I dati raccolti dall’algoritmo possono essere integrati in sistemi di manutenzione predittiva per pianificare interventi mirati e ottimizzare le risorse. Sempre sfruttando le potenzialità di ctrlX Automation e del ctrlX Data Layer è poi possibile convogliare i dati raccolti dalla macchina verso sistemi esterni di analisi e di gestione.
Supervisione dell’intera gamma di macchine in ambienti multivendor e nuovi motori a ingombro ridotto
ctrlX Automation può essere programmato per diventare in controller IoT di un ambiente di produzione multivendor. Una programmazione semplificata, grazie alla disponibilità di librerie software e blocchi funzione per le logiche di automazione più diffuse. Può inoltre gestire e controllare la movimentazione di robot cartesiani, per gestirli con estrema precisione, semplicità, sicurezza e flessibilità. «Con questa logica si sono realizzati servoazionamenti e servomotori con un fattore forma rivoluzionario, dice Maffioli. I motori ctrlX Drive hanno ingombri ridotti, del 50% inferiori ai drive della generazione precedente, sono più veloci e incorporano una tecnologia per il monitoraggio in tempo reale. Non abbiamo l’ambizione di essere un’azienda software ma ci stiamo spostando in quella direzione. Molto software è ormai annegato nel prodotto. I drive hanno ormai al loro interno una propria intelligenza. Da oggetti puramente hardware sono diventati sistemi intelligenti in grado di pre-elaborare dati dal campo per migliorare le funzioni».
CytroForce, sostenibilità oleodinamica con attuatori smart ultracompatti
In Sps presentiamo le nuove soluzioni idraulica connessa che consentono ai nostri clienti di beneficiare di ulteriori vantaggi in termini di efficientamento energetico e sostenibilità ambientale. «Con la nuova soluzione CytroForce, abbiamo reinventato una delle parti più conservative dell’idraulica, afferma Maffioli. Si tratta di un attuatore autonomo con un range di potenza nominale che arriva fino a 195 Kn e, rispettivamente, una massima velocità e una massima distanza di traslazione pari a 500 mm/s e 1000 mm. Rispetto agli attuatori idraulici tradizionali, è molto più compatto e necessita di un fabbisogno energetico inferiore fino all’80%. Un’altra riduzione importante è quella dell’olio che arriva fino al 97% in meno rispetto ai sistemi tradizionali. CytroForce è pre-configurato e viene gestito come azionamento elettrico a livello di controllo. La parametrizzazione è supportata dal software di progettazione IndraWorks, che sostituisce la tradizionale e più impegnativa programmazione.
Smart Flex Effector, la meccatronica di precisione per la robotica collaborativa
La soluzione Smart Flex Effector – vincitore dell’Hermes Award 2023 – dà origine auna sorta di mano robotica sensorizzata in grado di muoversi come se fosse un vero operatore di linea. Una mano meccanica che analizza tutto quello che sta intorno ai suoi 6 assi per compiere operazioni sempre più precise e accurate. Può lavorare in combinazione con Amr, Agv, cobot. Un combinato disposto per operazioni di assemblaggio e asservimento macchina o in linee del food & beverage, della farmaceutica, della cosmetica. Da un punto di vista meccatronico Smart Flex Effector è un modulo di compensazione con funzione di misurazione attiva che consente di aumentare la precisione dei robot pick and place o handling, rendendo possibili ambiti di applicazione completamente nuovi per robot e sistemi cartesiani. Lo si può quindi pensare come un sensore con sei gradi di libertà, capace di percepire tre traslazioni lungo gli assi x, y e z e le tre rotazioni intorno a questi assi, in grado di individuare la posizione di un corpo nello spazio. Al suo interno contiene inoltre un sensore di temperatura e tre accelerometri, che possono tornare utili, per esempio, se si devono maneggiare sostanze che non devono subire accelerazioni improvvise.
