Motion Control: la tecnologia invisibile dell'Industria 4.0

Il Motion Control è l’ insieme delle tecnologie e dispositivi utilizzati che controllano il movimento dei componenti meccanici nei sistemi automatici industriali.

Motion Control: perché è strategico 

Il motion control, insiema sensori intelligenti, cloud computing e intelligenza artificiale, è una tecnologia fondamentale per la trasformazione digitale delle fabbriche. 
In effetti, la precisione nel controllo del movimento è una componente essenziale nella valutazione delle prestazioni dei macchinari. Per raggiungere i risultati attesi, le strutture di movimentazione e controllo dei macchinari industriali devono essere prodotte seguendo rigorosi standard di progettazione.
Nello scenario attuale di trasformazione tecnologica, i sistemi non devono solo controllare direttamente le fasi operative delle macchine, ma anche:
•    Simulare il comportamento dei componenti meccanici tradizionali e prevederne la sostituzione con soluzioni elettroniche o software avanzate.
•    Adattarsi attivamente ai cambiamenti nella produzione: per esempio, cambiare i parametri in base al tipo di prodotto da lavorare.

Il mercato in continua evoluzione e la crescita tecnologica senza precedenti consentono al sistema di controllo di utilizzare tecnologie hardware avanzate, scalabili e interoperabili. Inoltre, con l'evoluzione dei sistemi automatici, la scelta dell'architettura hardware diventa più difficile e richiede una valutazione approfondita di una serie di importanti aspetti progettuali. Per questo motivo, il progettista deve considerare il tipo di controllo, l'architettura, il fieldbus e l'ambiente di sviluppo più appropriati.

L’evoluzione del motion control nelle macchine industriali

Le soluzioni di motion control hanno cambiato il modo in cui vengono progettate le macchine industriali. La ragione è che i sistemi elettronici sostituiscono i tradizionali sistemi meccanici. Questi possono coordinare in modo preciso ogni parte in movimento. Questo metodo è particolarmente popolare nei sistemi automatici, come nel settore del packaging.
L’affermazione delle cosiddette “macchine meccatroniche” rappresenta una tappa di un’evoluzione avviata già alla fine del XIX secolo. In quel periodo, infatti, si iniziò a impiegare un singolo motore elettrico per alimentare diversi macchinari o componenti, sfruttando collegamenti meccanici come pulegge e alberi di trasmissione.

Oggi, invece, il motion control prevede l’impiego di un motore elettrico dedicato per ciascun asse o componente in movimento, garantendo così livelli superiori di precisione e flessibilità. Questo risultato è stato raggiunto grazie ai notevoli progressi compiuti nei settori dell’elettronica e dell’automazione industriale.
La crescente richiesta di flessibilità da parte delle industrie che producono alimenti, farmaci, cosmetici e molti altri prodotti ha spinto il software a svolgere un ruolo essenziale e in continua crescita. In questi giorni, il mercato dei beni di consumo è caratterizzato da cicli di vita brevi e molte varianti, il che richiede macchine confezionatrici facilmente personalizzabili e aggiornabili.
Per soddisfare queste necessità, diventa indispensabile adottare standard industriali nello sviluppo del software di motion control, così da velocizzare i processi di progettazione e favorire la riutilizzabilità dei programmi già realizzati.

Un futuro sempre più intelligente
Le aziende specializzate in automazione per il motion control investono costantemente nello sviluppo di soluzioni all’avanguardia, in grado di rispondere alle richieste tecnologiche sempre più articolate dei costruttori di macchinari.
Anzitutto, cresce la necessità di sincronizzare in modo estremamente preciso macchinari differenti tra loro, come quelli destinati alla lavorazione del prodotto e quelli dedicati al confezionamento. Per ottenere tale livello di coordinamento, è fondamentale che le diverse macchine e il sistema di controllo centrale operino in perfetta armonia. La crescente domanda di flessibilità produttiva rende inoltre la gestione dei movimenti delle macchine sempre più complessa. Questo comporta modifiche più frequenti e complesse dei prodotti, riconfigurazioni della linea e migliori interazioni tra le macchine. In questo caso si parla di "plug & produce": la possibilità di aggiungere o togliere moduli alla linea di produzione senza dover apportare modifiche significative manuali poiché le macchine si adattano da sole alle novità.
Quando più macchine hanno parti mobili che lavorano nello stesso spazio, questi scenari diventano ancora più delicati: Oltre all'affidabilità, alla precisione e alla velocità, i sistemi di controllo devono essere in grado di interagire e funzionare in modo intelligente tra loro.  Pertanto, per raggiungere i livelli di produzione sempre più ambiziosi richiesti dal mercato, l'innovazione si concentrerà sull'ottimizzazione delle prestazioni. 

Per riassumere, il motion control è oggi la frontiera dell'automazione industriale perché combina la precisione meccanica con l'intelligenza elettronica per creare macchine più efficienti, efficaci e adatte alle sfide di un mercato in continua evoluzione.
Sebbene il settore delle macchine automatiche sia estremamente diversificato, è possibile identificare alcune tendenze tecnologiche significative nella ricerca e nei prodotti disponibili sul mercato che hanno un impatto sul modo in cui vengono gestiti i movimenti delle macchine.