Nel campo del Motion Control, è sempre più importante fornire soluzioni molto compatte. In quali aree la compattezza riveste un’importanza fondamentale?
La compattezza è importante nelle macchine mobili di piccole dimensioni, ma anche nei grandi sistemi fissi. Nelle apparecchiature per semiconduttori, ad esempio, numerosi assi devono operare con precisione eccezionale all’interno di un ingombro macchina limitato. Drive compatti ed efficienti possono ridurre lo spazio necessario per l’hardware di controllo e il raffreddamento, lasciando più spazio al processo stesso, pur mantenendo elevate prestazioni di movimento.
Nella robotica, specialmente nel caso di cobot e umanoidi, drive piccoli e leggeri possono essere posizionati vicino ai giunti. Negli AGV e negli AMR, aiutano i produttori a sfruttare meglio lo spazio disponibile per batterie, carico utile e altri sistemi.
Il beneficio non consiste quindi semplicemente in un servodrive più piccolo. Combinando alta densità di potenza con efficienza, controllo multi-asse e sicurezza integrata, possiamo aiutare i produttori a utilizzare meno hardware, gestire il calore e progettare macchine più piccole, oppure sfruttare meglio lo spazio anche all’interno di una macchina di grandi dimensioni.
Ridurre le dimensioni mantenendo la stessa capacità di elaborazione porta però a problemi di dissipazione del calore. Come state affrontando questo aspetto?
Affrontiamo il problema del calore innanzitutto generandone di meno. La tecnologia proprietaria di commutazione di potenza di Elmo, controllata da un ASIC dedicato, rende la conversione di potenza altamente efficiente. Questo riduce le perdite all’interno del drive, lasciando meno calore da dissipare e riducendo le esigenze di raffreddamento della macchina. La tecnologia di Elmo mantiene inoltre le interferenze elettromagnetiche a un basso livello, riducendo la necessità di disporre di hardware aggiuntivo di filtraggio, che consuma energia e genera calore.
La precisione del controllo di coppia aiuta a ridurre le armoniche di corrente indesiderate e migliorare l’efficienza del motore. Il controllo avanzato del movimento può anche aiutare i progettisti a utilizzare meccaniche più semplici e leggere che richiedono meno potenza per muoversi. Il risultato è un vantaggio sull’intero sistema: drive compatto, carico termico inferiore e la possibilità di realizzare una macchina più piccola.
Ridurre le dimensioni facilita l’installazione dei sistemi direttamente sull’apparecchiatura anziché in un quadro di controllo sulla macchina. Ma quali problemi meccanici introduce questo e come li avete superati?
Installare un drive sulla macchina modifica i requisiti meccanici. Su un asse in movimento, ogni grammo aggiunto aumenta l’inerzia, mentre vibrazioni e accelerazioni ripetute sottopongono a stress elettronica, punti di montaggio e connettori. Il drive necessita anche di una superficie di montaggio sicura in grado di dissipare il calore.
Affrontiamo questi problemi attraverso design miniaturizzati e leggeri e una scelta di fattori di forma che permettono ai produttori di integrare il drive nel proprio assemblaggio meccanico. Per condizioni più impegnative, le nostre linee di prodotti robusti sono progettate e testate per resistere a urti e vibrazioni e cavi motore e di feedback più corti riducono anche la quantità di cablaggio in movimento con ogni asse. Il risultato è un design distribuito che mantiene connessioni affidabili e movimento preciso, anche quando il drive si muove con la macchina.
Quali sono i risultati raggiunti a oggi e le applicazioni più interessanti?
Abbiamo molti casi di successo dei nostri clienti che dimostrano i benefici del controllo del movimento compatto. In una macchina per il wafer probing – fase critica nella produzione di semiconduttori – i drive Elmo sono stati montati all’interno dell’apparecchiatura e sulle parti mobili, riducendo le esigenze di cablaggio e raffreddamento e contribuendo a ridurre l’ingombro della macchina di oltre il 30%.
In un’applicazione SMT pick-and-place, drive compatti e controllo avanzato del movimento hanno contribuito a produrre una macchina più piccola e leggera, aumentando al contempo la velocità di posizionamento da 56.000 a 72.000 componenti per ora. In entrambi i casi, è evidente come i benefici si estendano oltre il drive alle prestazioni e alla progettazione dell’intera macchina.
Nei veicoli in movimento (in particolare AGV), ridurre i consumi rappresenta una sfida aggiuntiva. Su quali parametri state lavorando?
Per un AGV, ci concentriamo su quanto movimento utile il veicolo ottiene da ogni carica della batteria. Il primo parametro è l’efficienza del drive: la tecnologia di switching di potenza di Elmo riduce l’energia persa come calore; il secondo è il controllo del motore. Il nostro servo control adattivo fornisce una coppia fluida e precisa mentre il veicolo accelera, gira o trasporta carichi variabili, contribuendo a evitare consumi di corrente non necessari.
I drive compatti possono essere integrati vicino al motore, anche all’interno di un gruppo ruota, riducendo il cablaggio e sfruttando meglio lo spazio del veicolo. Insieme, questi fattori supportano un tempo operativo più lungo tra una carica e l’altra, mantenendo le prestazioni di trazione di cui un AGV ha bisogno.
Nel campo della cybersecurity, in quali aspetti innovativi avete investito?
Abbiamo investito per integrare la cybersecurity all’interno dell’intero ciclo di vita del prodotto. Il Secure Product Development Lifecycle di Elmo include threat modeling, codifica sicura e test di sicurezza indipendenti, seguiti da un processo strutturato per la gestione delle vulnerabilità e la distribuzione degli aggiornamenti.
TÜV SÜD ha certificato questo processo di sviluppo secondo lo standard IEC 62443-4-1 Maturity Level 2, fornendo una verifica indipendente sulle nostre pratiche di sicurezza documentate e applicate in modo coerente. Stiamo anche allineando i nostri processi al Cyber Resilience Act dell’UE, in particolare ai suoi requisiti per la gestione e la segnalazione delle vulnerabilità. Per i clienti, questo significa che la sicurezza viene affrontata durante lo sviluppo e supportata per tutta la vita operativa del prodotto.
Parliamo di motion control anche nella videointervista di Simone Pedrazzi: Titanium: l’evoluzione del Motion Control
