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MECCATRONICA |
IN TEMPO REALE
EMBEDDED
60 • MAGGIO • 2016
invece innalzare le prestazioni, in termini di
velocità e precisione, dei servo-azionamenti
(servo drive) ACOPOS, che trovano utilizzo in
molte applicazioni, come i macchinari adibiti
alle operazioni di packaging dei prodotti (imbot-
tigliamento, inscatolamento) o gli impianti per la
stampa. La soluzione per incrementare velocità e
accuratezza è stata l’integrazione nei servo drive
di una tecnologia basata su sensori virtuali, che
usa sofisticati algoritmi di determinazione del
posizionamento. Usando la progettazione model-
based, attraverso strumenti come MATLAB e
Simulink (MathWorks), gli ingegneri hanno
potuto sviluppare modelli matematici di simu-
lazione del funzionamento del motore in diverse
condizioni reali di carico, e ciò ha permesso di
implementare velocemente i sensori virtuali. Il
tempo di sviluppo è stato ridotto del 70%, mentre
i miglioramenti rilevati nelle metriche chiave di
misurazione delle performance dei sensori sono
stati del 30%.
Sempre utilizzando metodologie di progetta-
zione model-based (Simulink, Simscape, Simu-
link Real-Time), Volvo Construction Equipment
(Volvo CE) è riuscita a razionalizzare lo sviluppo
dei prodotti, realizzando un simulatore ’human-
in-the-loop’ che permette di valutare in modo
realistico i nuovi progetti delle macchine (esca-
vatori, pale gommate e così via), prima della
costruzione vera e propria dei prototipi fisici, che
altrimenti richiederebbe enormi investimenti in
termini economici e di tempi di sviluppo. Il simu-
latore virtuale è in grado di creare condizioni
reali di utilizzo del mezzo (visuale disponibile,
vibrazioni e così via), cosicché diventa possibile
non solo analizzare i trade-off a livello di presta-
zioni e consumi di carburante, ma anche tener
conto dell’esperienza d’uso dell’operatore che
guiderà la macchina.
La complessità e la difficoltà della simulazione
deriva dall’esigenza di modellare, in tempo reale
e attraverso un solo ambiente, il funzionamento
di diversi sottosistemi (valvole, pompe e condotte
dell’impianto idraulico, sistemi di controllo, sen-
sori) in genere virtualizzabili singolarmente tra-
mite strumenti di simulazione specifici per ogni
determinato campo ingegneristico. La capacità
della soluzione di simulazione scelta di restitui-
re agli ingegneri una rappresentazione virtuale
completa di tutti i sottosistemi - meccanici,
idraulici, elettrici, elettronici - ha invece consen-
tito di valutare con agilità e rapidità i differenti
pro e contro delle possibili opzioni progettuali,
scartando le idee non buone e riducendo i rischi
di riprogettazione in fasi avanzate del ciclo di
sviluppo. Il fatto poi di disporre di un ambiente
di simulazione unificato e multidominio, anche
in questo caso, ha permesso ai team di sviluppo
di lavorare in parallelo sulle modellazioni, per
poi arrivare insieme alla definizione della solu-
zione migliore.
Automazione industriale,
in Italia cresce del 5%
Alcuni dati di ANIE Automazione, che rappresen-
ta i fornitori di componenti e sistemi per l’auto-
mazione industriale manifatturiera, di processo
e delle reti, evidenziano che in Italia il comparto
- comprendente prodotti (PLC, azionamenti, HMI),
soluzioni (meccatronica, telecontrollo) e softwa-
re industriale - nel 2015 ha registrato un avvio
molto positivo, con una crescita del 5% nei primi
sei mesi. Uno dei fattori di espansione è stato la
domanda espressa dai costruttori di macchine.
Nel nostro paese, i fermenti di innovazione non
sembrano mancare. In Trentino, dove le azien-
de meccaniche rappresentano il 20% del totale
delle aziende presenti nel territorio, il Polo della
Meccatronica di Rovereto, inaugurato nel 2013,
accoglie già da tempo importanti aziende e di cen-
tri ricerca (Bonfiglioli Mechatronic Research),
Centro Ricerche Fiat, Ducati Energia, Carl Zeiss,
DANA Mechatronics Technical Centre), assieme
ad aziende più piccole, ma dinamiche e altamen-
te innovative. Il Polo mira a costituire un punto di
raccordo cruciale, con la missione di coniugare la
formazione specialistica nel settore della mecca-
tronica con il trasferimento tecnologico e l’intro-
duzione di nuove tecnologie abilitanti, di cui posso-
no beneficiare le aziende industriali insediate nel
Polo stesso. Tra queste ’enabling technologies’,
con impatto diretto sulla meccatronica, vi sono la
micro e nano elettronica per nuovi sensori multi-
parametrici in sistemi di automazione industriale;
i materiali evoluti per la riduzione degli attriti in or-
gani meccanici in movimento (rivestimenti tribolo-
gici), ed anche le tecnologie evolute di produzione,
come la stampa 3D.