Il futuro della progettazione di macchine automatiche

Esplora le demo di Virtual Commissioning realizzate con iPhysics: una panoramica sulle applicazioni di questa innovativa piattaforma per la progettazione e simulazione di macchine, linee ed impianti di produzione

DEMO Virtual Commissioning

Come accelerare la configurazione di una end-of-line robotica grazie al digital twin

Con iPhysics è possibile stabilire una connessione TCP/IP con il software ABB Robot Studio. Si utilizza quindi una approccio software-in-the-loop (SIL), che consente di collegare direttamente le logiche sviluppate in ABB Robot Studio con quelle della futura linea di pallettizzazione.
I segnali provenienti dalla linea possono essere scambiati con ABB Robot Studio per controllare e verificare il comportamento del Robot.
In questo modo i system integrator possono validare il progetto complessivo, utilizzando direttamente il codice ABB che verrà poi messo in produzione.

iPhysics permette l'integrazione e la simulazione step by step di tutti gli elementi meccanici e di automazione, inclusi i PLC reali o emulati, consentendo di avviare progetti complessi ancor prima della consegna dell'hardware, e riducendo ampiamente i tempi di set-up e gli errori di progettazione meccanica e dell'automazione.

DEMO Virtual Commissioning

Come modellare una linea di smistamento prodotti, basata su tecnologia radio-frequency-identification (RFID)

In iPhysics è possibile lavorare in modalità CAD-coupled, permettendo una costante collaborazione tra progettisti dell'automazione e progettisti meccanici. Grazie al plug-in sviluppato da Machineering, è infatti possibile apportare modifiche ai componenti in Solidworks e sincronizzarle immediatamente con l'ambiente di simulazione, conservando le proprietà del modello di virtual commissioning.
Inoltre si può definire il comportamento di nastri trasportatori, stabilendone direzione, legge di moto e coefficiente di attrito.
Per completare la linea di smistamento sono stati implementati dei lettori RFID in grado di riconoscere i prodotti in arrivo, sulla base dei tag ad essi associati.
Infine si possono raccogliere informazioni statistiche sul comportamento degli elementi dinamici.

Nel presente esempio le coordinate di impatto dei prodotti sono state esportate in file .csv, plottati e analizzati in seguito in Python.

DEMO Virtual Commissioning

Come realizzare digital twin di stabilimenti produttivi che includano operatori, macchinari, AGV e robot

In iPhysics è possibile realizzare digital twin di stabilimenti produttivi, che includono operatori, macchinari, AGV (Automated Guided Vehicle) e robot. E' il caso di SMART Rovereto, ad esempio, con cui stiamo lavorando per simulare soluzioni esistenti e future da integrare nello shop-floor fisico.

Oltre a visualizzare e progettare flussi di produzione complessi e flessibili, iPhysics dispone di una interfaccia HMI (Human Machine Interface), grazie alla quale l'utente può interagire con gli elementi del digital twin per analizzare e validare il comportamento e l'output di macchinari complessi, come la taglio laser illustrata, la movimentazione di AGV e la manipolazione di robot.

Non di minore importanza la possibilità di ricavare dalla simulazione dati di processo e statistiche utili per ottimizzazioni di tipo logistico.

DEMO Virtual Commissioning

Come progettare sistemi logistici complessi

In iPhysics è possibile progettare sistemi logistici complessi: è semplice modellare rapidamente un magazzino verticale, servito da una serie di nastri trasportatori.

Nell'esempio presentato, questi nastri sono controllati sulla base della posizione dei contenitori, rilevata dai sensori ad infrarossi distribuiti lungo il percorso.
Inoltre, è possibile modellare i rulli motorizzati, specificando il vettore direzione. Questi vengono utilizzati per direzionare i contenitori prima di essere caricati sul sistema trasloelevatore, il quale li posiziona negli slot prestabiliti. A sua volta ogni slot è dotato di sensori ad infrarossi per monitorare la capacità in real time del magazzino verticale.
Ogni contenitore è modellato come elemento dinamico e, come si può apprezzare, iPhysics è in grado di gestirne una notevole quantità, senza limitare la velocità della simulazione.

DEMO Virtual Commissioning

Progettazione e verifica di layout di linea

In iPhysics è possibile realizzare digitaltwin di linee di produzione integrandone tutti gli elementi: stazioni automatiche, postazioni manuali, addetti e robot.

Nell'esempio presentato i prodotti provenienti dal flusso a monte vengono raggruppati e stoccati dal primo robot all'interno di contenitori provenienti da una linea di formatura (cartoning). Successivamente ciascuna scatola viene pesata, e, se non conforme viene verificata ed eventualmente scartata dall'addetto. Infine, le scatole vengono sigillate e pallettizzate dal fine linea.

La simulazione degli operatori in iPhysics consente di pianificarne spostamenti, movimenti e tasks all'interno dello shop-floor. Ciò permette di stimare le tempistiche delle operazioni manuali svolte nel processo produttivo e di verificare l'interazione tra operatori e sistemi automatizzati.

DEMO Virtual Commissioning

Asservitore robotizzato

Grazie ad iPhysics è possibile simulare comportamento e sequenze di automazione di asservitori robotizzati.

Il modello realizzato utilizza una sorgente di componenti che randomizza la posizione con cui vengono introdotti. Ciò consente di simulare il caricamento manuale dei prodotti sul nastro trasportatore. Gli elementi generati vengono riversati su un nastro elevatore, che li porta ad un asservitore vibrante. L'asservitore utilizza il vibration driver disponibile in iPhysics, che consente di simulare con precisione gli effetti dei parametri di questo tipo di attuatore, come frequenza e ampiezza della vibrazione.
Una volta distribuiti i prodotti sul nastro principale, un sistema di visione comunica le posizioni al delta robot che effettua l'operazione di pick and place per disporli nel modo richiesto.

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