Szybka ścieżka projektowania nowej maszyny pakującej

Fot. 1. Zdecentralizowane napędy IndraDrive Mi - napędy niewymagające szafy sterowniczej

W dziale napojów supermarketu można zobaczyć różne rodzaje opakowań rywalizujących o uwagę klientów. Dlatego wygląd produktu na półce jest bardzo ważny. WestRock, amerykańska firma specjalizująca się w produkcji opakowań, projektuje swoje wyroby wyłącznie metodą modelowania cyfrowego, dzięki czemu pierwsze wrażenie wywierane przez opakowanie może być dokładnie sprawdzone na długo przed rozpoczęciem jego produkcji.

Projektanci mogą wirtualnie symulować różne wielkości pojemników i kształty opakowań, a także obliczać takie parametry jak miejsce zajmowane na półce czy masa pojemnika. Przed przedstawieniem producentowi napojów nowego opakowania i jego obrazową prezentacją w wirtualnym supermarkecie projektanci wysyłają dane wejściowe do zespołu przygotowania produkcji.

Używając oprogramowania do symulacji, zespół ten sprawdza, czy nowe opakowanie może być produkowane w zakładzie WestRock oraz jaka byłaby pracochłonność i koszty jednostkowe. Taki w pełni cyfrowy przepływ pracy jest jak dotąd niespotykany w żadnej innej firmie.

OPTYMALIZACJA W RAMACH SYMULACJI

Projektowanie w oparciu o modelowanie cyfrowe daje firmie WestRock duże korzyści nie tylko w obszarze planowania zamówień, lecz także w obszarze konstruowania nowych linii opakowaniowych. Od pierwszego kliknięcia myszą w programie CAD wszystkie dane projektowe są przesyłane na platformę 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes. Jeszcze zanim technik weźmie do ręki pierwszą rzeczywistą śrubkę, projektanci optymalizują wszystkie napędy i kinematykę, włącznie z funkcjami sterowania, wykorzystując wyłącznie oprogramowanie do symulacji.

"Zdecydowana przewaga takiego podejścia polega na tym, że inżynierowie mogą zaprojektować układ sterowania całkowicie wirtualnie za pomocą platformy 3DEXPERIENCE. Uzyskana stąd wiedza może być zastosowana bezpośrednio w środowisku projektowania IndraWorks firmy Bosch Rexroth" - wyjaśnia Philippe Bartissol, wiceprezes ds. wyposażenia przemysłowego Dassault Systèmes.

PRZEJŚCIE DO RZECZYWISTOŚCI

Fot. 2. WestRock wykorzystuje szereg kontrolerów logiki ruchu IndraMotion MLC, które sterują różnymi modułami linii opakowaniowej

Połączenie pomiędzy wirtualną platformą 3DEXPERIENCE a rzeczywistymi sterownikami i napędami zapewniane jest przez oprogramowanie Open Core Engineering firmy Bosch Rexroth. Umożliwia ono przyjmowanie przez symulowaną maszynę danych i rozkazów z rzeczywistego układu sterowania oraz natychmiastowe ich wykonywanie. Ponadto oprogramowanie zapewnia modelowanie trójwymiarowe i modelowanie zachowania.

Takie modele są w istocie pełnymi wirtualnymi obrazami zainstalowanych elementów. WestRock wykorzystuje szereg kontrolerów logiki ruchu IndraMotion MLC, które sterują różnymi modułami linii opakowaniowej. Łącznie zainstalowanych jest ponad 80 inteligentnych bezszafkowych serwonapędów IndraDrive Mi. Poszczególne kontrolery połączone są interfejsem Sercos, co zapewnia wzajemną komunikację w czasie rzeczywistym i dokładną synchronizację linii opakowaniowych.

PEŁNA ELASTYCZNOŚĆ

Dzięki współpracy firm Bosch Rexroth i Dassault Systèmes, WestRock mógł zaimplementować nowe rozwiązania automatyki, które zwiększają elastyczność i produktywność. Cykle życia produktów są obecnie coraz krótsze, a partie produkcyjne coraz mniejsze, wobec czego produktywność w coraz większym stopniu zależy od krótkiego czasu wymiany i od wysokiej elastyczności. Dlatego WestRock stawia sobie za cel, aby nowe linie opakowaniowe umożliwiały wymianę poprzez jedno kliknięcie myszą.

W liniach opakowaniowych coraz większa część funkcji, które dotąd były sterowane mechanicznie, jest przejmowana przez oprogramowanie. Oprogramowanie bazujące na środowisku projektowym IndraWorks i platformie Open Core Engineering jest równie modularne jak sprzęt. Ponieważ użytkownik ma zapewniony lepszy bezpośredni dostęp do układu sterowania, stosowanie oddzielnych programowalnych kontrolerów PLC jest już często zbędne.

Stanowi to konkretny przykład wykorzystania koncepcji Industry 4.0 w rzeczywistym zastosowaniu, gdyż programy komputerowe - takie jak środowisko symulacyjne Dassault Systèmes - komunikuje się bezpośrednio z układami automatyki.

Bosch Rexroth Sp. z o.o.
www.dacpol.eu