Tecnologia de gêmeos digitais ajuda a agilizar o desenvolvimento de máquinas-ferramenta

A NUM, especialista em CNC, lança a tecnologia de gêmeos digitais, que permite aos fabricantes de máquinas-ferramenta reduzir o tempo de lançamento de produtos, usando técnicas de simulação da Indústria 4.0.

 

Originalmente conhecida como tecnologia de emparelhamento (pairing technology), foi usada pela pela primeira vez pela Nasa mo início  da exploração espacial. A tecnologia de gêmeos digitais está ganhando rapidamente a aceitação da indústria como um dos meios mais econômicos de acelerar o desenvolvimento de produtos, processos e serviços.

 

Para produtos como máquinas-ferramenta, um gêmeo digital é um modelo virtual que usa simulação, aquisição/análise de dados em tempo real e técnicas de aprendizado de máquina para permitir a avaliação completa do desempenho dinâmico de uma máquina antes de construir um protótipo físico. A mesma tecnologia também pode ser empregada nas apresentações ao cliente, comissionamento virtual e para fins de treinamento do operador – tudo muito antes de a máquina física ser construída.

 

A NUM oferece duas versões de tecnologia de gêmeos digitais, para atender às necessidades de seus clientes. Ambas as versões são projetadas para uso com a plataforma Flexium + CNC de arquitetura aberta da NUM. Uma versão usa um controlador Flexium + nu e software de virtualização residente em execução no PC industrial do sistema para simular a automação da máquina geminada. A outra versão usa o controlador Flexium + real que será eventualmente incorporado na máquina, conectado via EtherCAT a um PC autônomo executando software especializado de simulação de hardware de alta velocidade para representar a mecatrônica da máquina geminada.

 

A versão do controlador virtual inclui um kit de desenvolvimento de software para criar o modelo de software da máquina. O modelo é um programa autônomo de CLP que usa componentes predefinidos para simular elementos individuais da máquina, como sensores, fusos, cilindros pneumáticos etc. É carregado no CLP integrado do controlador Flexium +. O Flexium NCK no controlador executa os programas CNC e simula os valores de mudança de posição dos eixos da máquina. Para ajudar os usuários a visualizar o processo, o pacote da NUM inclui a ferramenta de software Codesys Depictor produzida pela Codesys GmbH, que é usada para produzir visualizações 3D a partir do código IEC 61131-3 criado pela simulação.

 

 

A outra versão do pacote de tecnologia de gêmeos digitais da  NUM faz a aquisição e a análise de dados em tempo real. É baseado no software de simulação de hardware ISG-Virtuous produzido pela Industrielle Steuerungstechnik GmbH (ISG). O controlador Flexium + que se destina a ser usado na máquina física é conectado por meio de uma rede EtherCAT a um PC padrão e interage com o software de simulação em tempo real. O PC atua como a máquina virtual geminada – com todos os componentes virtuais simulados se comportando como componentes reais em termos de suas interfaces, parâmetros e modos de operação – para replicar com precisão a estrutura e o desempenho dinâmico da máquina real. Os movimentos da máquina são exibidos de forma realista no PC, usando o software de simulação 3D fornecido.

 

A nova tecnologia de gêmeos digitais da companhia oferece aos fabricantes de máquinas-ferramenta uma solução econômica para reduzir os custos de desenvolvimento e acelerar o tempo de lançamento do produto. A versão do controlador virtual é especialmente útil para o estágio inicial de desenvolvimento de um projeto, antes que o sistema CNC tenha sido finalizado, enquanto a versão de simulação de hardware em tempo real tem a vantagem de que todos os programas de sequenciamento (CLP) e controle de movimento (CNC) que são criados durante o desenvolvimento pode simplesmente ser transferido para a máquina real assim que estiver disponível.