Le misure di precisione su manufatti da riprodurre o da sottoporre a controllo di qualità costituiscono ancora oggi un forte onere per l’industria. La metrologia industriale richiede tempo, esperienza e manualità. I sistemi in uso, spesso datati, non si prestano all’automazione dei processi di fabbrica e ostacolano l’impiego ottimale dei dati per elaborazioni analitiche e applicazioni AI, con le quali è possibile migliorare qualità, efficienza e sostenibilità nella produzione.
Le macchine per la misura a coordinate (CMM, da Coordinate measuring machine) impiegate dall’industria per determinare i punti significativi di un oggetto ai fini della verifica o della digitalizzazione in ambiti CAD-CAM, non tengono il passo con l’evoluzione della fabbrica. Questo ritardo incide negativamente su aspetti chiave, come l’efficacia dei controlli e la produttività del personale, prestando il fianco all’errore umano nelle fasi cruciali della configurazione e del trasferimento dei dati.
Sono queste le motivazioni che hanno spinto Hexagon – multinazionale attiva nei settori della sensoristica e del software per l’industria, già presente sul mercato CMM con la linea di macchine Global S – a riprogettare da zero la propria piattaforma. Il risultato, presentato alla recente fiera Control di Stoccarda, è la nuova machina CMM Maestro, nativamente digitale e connessa, con la quale Hexagon intende innovare i diversi ambiti di applicazione della metrologia.
L’innovazione nel manufacturing: un problema di qualità
Sviluppo di idee, progettazione, produzione e assistenza ai prodotti sono aspetti della manifattura che ruotano attorno alla percezione della qualità da parte del cliente finale. Qualità che richiede il rispetto di una serie di conformità – al modello, alle normative, e così via – mediante un controllo, più accurato possibile, su ciò che viene realizzato.
In tempi di cambiamento, come quelli attuali, la qualità rappresenta un aspetto strategico. “Per questo il nostro impegno è oggi focalizzato nello sviluppo di prodotti, soluzioni e processi che mettono al centro la qualità – spiega Luca Ruggiero, managing director sales Italy di Hexagon Manufacturing Intelligence -. Un tema che inizia da quando un pezzo viene disegnato e progettato, fino a quando arriva nelle mani del cliente che lo utilizza. Un processo realizzabile usando l’automazione e la comunicazione, e traendo vantaggio dalle grandi moli di dati mediante risorse come il machine learning e l’AI”.
Una strategia che Hexagon concretizza sviluppando strumenti per ottenere più valore dai dati raccolti attraverso metrologia. “Dati che le aziende hanno acquisito negli ultimi vent’anni, ma che, in mancanza di struttura e organizzazione, non risultano utilizzabili – precisa Ruggiero -. A questo scopo Hexagon ha creato Nexus, la piattaforma cloud pensata per raccogliere grandi quantità di dati, supportare applicazioni e abilitare la collaborazione delle persone sui progetti, collegando i diversi dipartimenti aziendali”.
Le funzionalità innovative della CMM Maestro
Nella progettazione della nuova macchina Maestro – una CMM 3D completamente digitale destinata al segmento dell’alta precisione – Hexagon ha posto particolare attenzione alla produttività, oltre che alle capacità di digitalizzazione e connettività in cloud. “Maestro è stata pensata per poter essere utilizzata anche da personale non specializzato – spiega Gabriele Persichilli, director product management di Hexagon Manufacturing Intelligence -. Le segnalazioni a LED colorati e un display sul corpo macchina permettono agli operatori di linea meno esperti di capire cosa stia accadendo e intervenire tempestivamente”.
Hexagon attribuisce a Maestro capacità di accelerazione e posizionamento ai vertici del mercato (25-30% più veloce rispetto alla precedente Global S), senza compromessi in termini di accuratezza. La procedura di preparazione alla misura si avvantaggia della funzionalità FastCal per la calibrazione. “Con FastCal non è più necessario qualificare ogni orientamento del sensore, ma è possibile limitare l’operazione a un massimo di 6-8 – continua Persichilli -. Questo significa poter comprimere in un quarto d’ora procedure che normalmente richiederebbero 50 minuti”.
In termini di semplificazione d’uso, la nuova macchina riconosce autonomamente configurazioni e sonde, prevenendo gli errori umani e le collisioni da cui possono derivare danni o costosi interventi di ripristino. Il livello di accuratezza della misura può essere aggiornato (da 1,5 a 1,2 micron) con un semplice upgrade del software. Tra le altre capacità degne di nota figurano le funzioni di risparmio energetico che intervengono quando la macchina non è in uso, e la presenza di una telecamera per riprendere il lavoro in corso. La telecamera è d’aiuto per il supporto remoto e permette di registrare gli attimi precedenti gli eventi significativi, come le collisioni.
L’abilitazione del “digital twin” con il cloud Nexus
Tra le capacità più interessanti della nuova piattaforma CMM Maestro c’è l’integrazione con il cloud Nexus di Hexagon, grazie alla quale è possibile realizzare un “gemello digitale” dei sistemi di produzione e abilitare capacità sofisticate d’integrazione e automazione basate sui dati. Il cloud Nexus permette inoltre alla nuova CMM Maestro di fruire, senza complessità e istallazioni, di alcune applicazioni erogate in cloud che estendono le funzionalità nell’ambito della gestione delle configurazioni e del lavoro.
Attraverso la creazione automatizzata dei programmi di misura, a partire dai modelli CAD del pezzo da analizzare, l’app Metrology Mentor promette di ridurre i tempi operativi e di minimizzare gli oneri del personale tecnico. Sul fronte della gestione, il tool Metrology Asset Manager si fa carico dei controlli di funzionamento sulle macchine CMM Maestro in azienda, monitorandone lo stato, le necessità di manutenzione e consentendo la pianificazione d’uso. Il tool permette infatti d’individuare in un pool di macchine quali sono disponibili per un nuovo compito oppure quali si libereranno a breve. L’app Metrology Reporting raccoglie infine i report di misura che provengono dalle diverse macchine CMM, non importa se situate in impianti differenti o in altre parti del mondo, aggregando e omogeneizzando i dati nei formati standard o personalizzati che sono richiesti per la condivisione.
Progettata come macchina connessa in rete, Maestro può operare anche in modalità stand alone, per esempio nelle aziende dei settori critici della Difesa, dove le esigenze di sicurezza prevalgono su quelle della produttività in cloud. Al momento, le funzionalità di Nexus sono legate ai server di Hexagon e non è previsto alcun porting su server o cloud privati.
Il sintesi Nexus gioca un ruolo chiave nella strategia Hexagon per l’innovazione dei processi di produzione, a supporto della connettività, della gestione dati, dell’automazione e del controllo qualità. Attraverso l’integrazione delle CMM Maestro con i sistemi MES e con le linee di produzione, Nexus promette di migliorare efficienza, produttività e affidabilità, riducendo l’incidenza degli errori e liberando le persone dalle attività a basso valore aggiunto.