Avec le concept Integrated Engineering, les constructeurs de machines industrielles peuvent réduire jusqu’à 30 % le temps d’ingénierie sur l’ensemble du processus de développement et ainsi diminuer les coûts afférents. Cette solution innovante de Siemens pour la mise en service de machines-outils virtuelles assure l’interaction entre les systèmes de commande réels et les modèles de machine virtuels, ce qui permet de réaliser des mesures en temps réel afin de pouvoir identifier les éventuelles erreurs de conception avant même la mise en service effective de la machine. Cette solution contribue en outre à réduire considérablement le temps et le travail nécessaires à la mise en service effective, l’utilisateur pouvant utiliser le modèle virtuel pour tester de manière approfondie sa machine et préparer les opérations de mise en service. Elle fait appel à l’outil logiciel Mechatronics Concept Designer, une application de développement de machines intégrée basée sur le logiciel NX de la suite PLM (Product Lifecycle Management) de Siemens. Mechatronics Concept Designer permet une simulation réaliste de la machine non seulement à un niveau purement graphique, mais aussi sur la base de données physiques réelles.
"La conception et le développement de machines doivent non seulement répondre à des critères de précision et de fonctionnalité, mais aussi de temps et de coûts. Si les erreurs intervenues durant la phase de planification et de conception ne se manifestent qu’une fois le prototype achevé ou, pire encore, lors de la phase d’installation et de mise en service chez le client, les actions correctives nécessaires peuvent s’avérer particulièrement coûteuses et laborieuses. Avec son approche Integrated Engineering, Siemens offre au constructeur de machines la possibilité de créer, en seulement quelques jours et à l’aide d’un matériel IT courant, un modèle de simulation basé sur ses propres données de CAO et de tester sa machine dans des conditions réelles avant le lancement de la production.
Mesures en temps réel grâce à la connexion d’un modèle de machine virtuel avec un système de commande réel
Le modèle de simulation de la machine, qui tourne sur un ordinateur, est connecté à cet effet à un système de commande réel, par exemple une commande numérique Sinumerik, à l’aide du logiciel de simulation Simit. Le modèle de la machine peut ainsi être commandé en temps réel et les données relatives à son comportement être enregistrées. Ainsi, le constructeur peut tester de manière approfondie le fonctionnement mécanique et le concept d’automatisation de sa machine dès la phase de développement. Integrated Engineering permet d’identifier et de corriger d’éventuelles erreurs de conception, comme des composants mal dimensionnés, avant même la mise en service effective de la machine, offrant jusqu’à 30 % de gain de temps pour le développement de la machine.
Des modèles 3D basés sur des données physiques
Le modèle de machine virtuel peut être créé à l’aide de l’outil logiciel Mechatronics Concept Designer. Ce progiciel de Siemens PLM Software permet d’accélérer considérablement les processus de développement de machines-outils. Il autorise la modélisation mécatronique 3D fonctionnelle et la simulation multicorps dynamique du concept, y compris celle du comportement des automatismes. La simulation du modèle de la machine n’est pas seulement graphique. Elle fait appel aux données physiques de la machine réelle et réalise ainsi l’ensemble des fonctions d’un prototype réel.
Référence : mise en service virtuelle d’un bras de chargement de Kapp Niles
Le constructeur de machines Kapp Niles, de Cobourg, en Allemagne a pu tester les avantages de l’approche Integrated Engineering de Siemens dans le cadre d’un projet pilote. Sur la base des données de CAO du bras de chargement utilisé sur la rectifieuse KX100 DYNAMIC, les spécialistes ont d’abord créé un modèle 3D à l’aide de Mechatronics Concept Designer, qui a ensuite été progressivement complété par des actionneurs et des capteurs, ainsi que des axes, des joints et des ressorts. Après avoir mis au point la partie électrique et hydraulique dans EPLAN, les développeurs ont optimisé le modèle complet de la machine dans Mechatronics Concept Designer, avant de le convertir en modèle virtuel. La machine virtuelle a ensuite été connectée à un système de commande réel à l’aide des logiciels PLC Connect et Simit. Dans le cadre d’une mise en service virtuelle à l’aide d’un système de simulation HIL (« Hardware-in-the-Loop » ou « matériel dans la boucle »), les ingénieurs de Kapp ont ensuite testé le modèle durant une semaine dans des conditions réelles. Résultat : ils ont non seulement pu vérifier en détail l’absence de défauts avant la livraison, mais également pu réduire considérablement le temps d’assemblage, qui est passé d’environ trois semaines à trois jours.
