Soluzioni per la Simulazione di Prodotti e Processi applicata ai Macchinari Industriali | Altair
Altair provides all building blocks to close the loop between development and operation converging simulation and field data enabling AI-driven decision making.

Macchinari Industriali

Quando si progetta un macchinario, si cerca soprattutto di ottenere una linea di produzione perfettamente funzionante, capace di realizzare prodotti di alta qualità. Avvalendosi di prototipi virtuali accurati, è possibile assicurare una produzione senza problemi fin dalle prime fasi del processo di sviluppo, il che aiuta a valutare e migliorare la redditività del prodotto.

A causa della crescente complessità dei macchinari, i rischi tecnici devono essere gestiti attivamente durante lo sviluppo della linea di produzione e nell'ambito dei progetti di implementazione presso il cliente. A tale scopo è possibile utilizzare la simulazione multifisica e il model-based development, che permettono di comprendere più a fondo i fenomeni e le cause principali di eventuali comportamenti indesiderati. Gli strumenti integrati di Altair per la simulazione di prodotti e processi offrono una visione olistica del sistema dal punto di vista dei diversi ruoli, anticipando la realizzazione di una linea di produzione perfettamente funzionante.

Prototipazione Virtuale

La prototipazione virtuale accurata consente di esaminare nel dettaglio le strutture, i meccanismi e i componenti dei macchinari, gettando anche le basi per un processo decisionale basato sull' AI.

La stretta correlazione fra simulazione e dati di test consente di accelerare lo sviluppo dei macchinari grazie all'ottimizzazione numerica, che migliora l'efficienza operativa, elimina le vibrazioni e ottimizza la dinamica dei macchinari.

Sfruttando il collegamento fra M-CAD, E-CAD e PLC, la simulazione dei sistemi consente di risolvere le problematiche di macchinari sempre più complessi e di nuova generazione.

Virtual Commissioning

Lo scambio delle informazioni tra ingegneri strutturali, progettisti software e reparti di collaudo è reso più difficile da una vasta gamma di strumenti, metodi, semantiche e implementazioni. La soluzione Altair Activate™ per lo sviluppo dei sistemi, che coniuga le varie discipline di sviluppo attraverso una simulazione mirata, si connette con gli ambienti PLC tramite lo standard FMI (Functional Mockup Interface). Combinando le sequenze di controllo con il comportamento effettivo del macchinario, è possibile eseguire il virtual commissioning e ridurre la durata dell'implementazione presso la struttura del cliente.

Eliminazione delle Vibrazioni e Miglioramento della Dinamica

La simulazione multi-body, che considera il comportamento dettagliato dei vari componenti della macchina, consente di creare prototipi virtuali che forniscono la base per l'ottimizzazione numerica, consentendo di raggiungere gli obiettivi auspicati di riduzione delle vibrazioni e risparmio della massa. Grazie alla simulazione multi-body, è possibile arrivare a processi più precisi in maniera rapida, aumentando la produttività dei macchinari e della linea di produzione. Una simulazione multi-body dettagliata consente di valutare vita utile e fatica, in modo da ridurre la durata degli interventi di manutenzione dovuti alla fatica del materiale.

Altair tools allow integrated mechatronics simulation enabling automatic tool path error adjustments and create the statistical dataset to feed predictive maintenance applications. Self-learning, automatic path error correction, improves the part and process quality, to increases machine productivity and the reduces tool wear.

Ottimizzazione dei Processi con Machine Learning e AI

È possibile programmare i sistemi in modo che rilevino automaticamente qualsiasi problema e si ottimizzino autonomamente, consentendo ai produttori di macchinari di automatizzare la correzione degli errori di percorso dovuti ai cambiamenti di peso dei pezzi in lavorazione, alla variazione delle tolleranze di fabbricazione o all'invecchiamento meccanico del sistema. La funzione di correzione automatica degli errori di percorso apprende autonomamente, per migliorare la qualità di parti e processi, incrementare la produttività del macchinario e ridurre l'usura degli strumenti. La simulazione elettromeccanica integrata consente di automatizzare la regolazione dei parametri di controllo in base ai requisiti di velocità, precisione e finitura superficiale. Utilizzata insieme al sistema di controllo in una simulazione olistica del sistema, consente di analizzare la relazione fra causa ed effetto, ridurre i tempi di adattamento dei parametri di controllo e creare i presupposti per il machine learning.


Reduced machine noise increases the operator efficiency.

Riduzione del Rumore dei Macchinari

La simulazione mirata consente di identificare le misure correttive necessarie per ridurre il livello di rumore nell'impianto di produzione. È possibile utilizzare l'ottimizzazione strutturale per identificare alternative di progettazione più convenienti dal punto di vista economico, mentre una simulazione multi-body accurata consente l'ottimizzazione acustica. Il risparmio e lo smorzamento della massa consentono ai produttori di ridurre le vibrazioni e identificare i parametri strutturali necessari per limitare le emissioni acustiche.

Consequent lightweight design throughout the machine enables the reduction of production, processing, and maintenance costs.

Riduzione del Peso nei Componenti dei Macchinari

Il lightweight design, coerente in tutto il macchinario, contribuisce a ridurre i costi di produzione, lavorazione e manutenzione, riducendo anche i tempi di inattività e produzione. Inoltre, durante il commissioning, i componenti leggeri riducono i tempi di caricamento per il trasporto e accelerano la configurazione presso lo stabilimento del cliente. I risultati del lightweight design generati da Altair Inspire™ e Altair OptiStruct™ tengono conto di una vasta gamma di processi di produzione, quali strutture saldate, stampaggio a iniezione plastica, formatura di parti in lamiera, pressofusione, fresatura, stampa 3D e molto altro ancora.

Risorse in Evidenza

Improving Speed and Precision of a CNC Milling Machine with Holistic System Simulation

The presentation outlines a solution strategy for how a digital twin of a milling machine is solving mechatronic challenges. To improve cycle times, accuracy, and addressing vibration problems a holistic system simulation serves as the basis for optimization. The efficient modeling of the real system behavior with flexibilities, contacts, gaps, friction, nonlinearities in the drives (incl. saturation effects of motors), power electronics in combination with the control system is the basis for efficient controller design and optimization of the control parameters. The dynamic interaction of multiple system components combining 3D finite elements analysis multi-body dynamics and control system helps avoiding Tracking-, drag-, positioning errors rebound, and accumulation effects.  

Use Cases

ABB

To support the use of simulation tools in this endeavor, ABB in Spain enlisted the help of Altair ProductDesign's regional team, thanks to the company's experience in utilizing simulation tools to solve engineering challenges in the robotics industry. The project centered on improving the fatigue performance of a Twin Robot Xbar (TRX), one of ABB’s robotic part transfer systems that moves components between manufacturing stations.

Customer Stories

Digital Twin Design Process for Efficient Development and Operation of a Customized Robot

In a joint project MX3D, ABB, and Altair demonstrated how a 3D printed robot can be improved by using a digital twin process to achieve more precise positioning.

White Papers

Optimizing SCARA Robot

La progettazione basata sulla simulazione consente di realizzare un robot leggero ad azionamento pneumatico stampato in 3D.

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