Marginal Column

Interdisciplinari e pionieristici

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Luglio 2015

 
Meccatronica

Lettori di CD, fotocamere digitali, distributori elettronici di biglietti, cambi automatici: in molti casi, i sistemi meccatronici fanno ormai parte da tempo della nostra vita quotidiana. Ma che cosa è esattamente la mecca- tronica? Qui potete trovare alcune risposte.

CHE COSA È LA MECCATRONICA?

Con il termine “meccatronica” s’intende il massimo grado possibile d’integra- zione fra meccanica, elettronica ed informatica sullo stesso supporto funzionale.

Di norma, l’integrazione è tale che l’insieme delle funzioni sia possibile soltanto con un’impeccabile interazione fra tutte le sottofunzioni. A tale scopo, occorre una visione d’insieme dei complessi sistemi meccatronici, sull’intero ciclo di vita del prodotto: dalla fase di sviluppo e progettuale sino alla produzione e all’utilizzo, per poi arrivare al riciclo.

UNA RETROSPETTIVA

1969L’azienda nipponica Yaskawa Denki conia il termine “Mechatronic”: con tale neologismo, il costruttore di robot industriali intende esprimere la combinazione fra meccanica ed elettronica – disciplina, quest’ultima, che allora stava crescendo d’importanza nella meccanica di precisione. Nel 1972, Yaskawa Denki fa brevettare il termine.

1978 Nello sviluppo del sistema antibloccaggio (ABS), per la prima volta funzioni meccaniche ven- gono integrate da sensori e centraline elettronici, preposti alla memorizzazione e all’elaborazione dei dati. La piena funziona- lità dell’impianto frenante viene garantita soltanto con l’integrazione funzionale fra sensori, centralina ed attuatori idraulici.

LE POTENZIALITÀ

Con il vertiginoso sviluppo delle tecnologie informatiche, i sistemi meccatronici del futuro diventeranno sempre più “intelligenti”: già oggi, appositi progetti di ricerca mostrano quali siano le potenzialità della meccatronica, ad esempio nello sviluppo di sistemi robotici. Tuttavia, date la crescente diffusione nella circolazione stradale e la sempre maggiore importanza nelle applicazioni medicali, i sistemi meccatronici del futuro non dovranno soltanto incrementare le funzionalità: anche la sicurezza e l’affidabilità saranno aspetti sempre più cruciali.

LA STRUTTURA

Di norma, i sistemi meccatronici sono composti da una struttura base meccanica, che genera un determinato comportamento, strutturale o di movimento, e da sensori, che rilevano informazioni

sul sistema stesso o sull’ambiente circostante. A ciò si aggiungono processori, che analizzano tali informazioni e generano grandezze di regolazione in base a determinate regole. Un elemento chiave dei sistemi meccatronici sono gli attuatori: tali componenti convertono le grandezze di regolazione in forze, movimenti, tensione elettrica o in altre grandezze che influiscano sul sistema base.

 
La struttura

I VANTAGGI

Molte moderne evoluzioni tecnologiche non sarebbero possibili senza l’interazione fra meccanica, elettronica ed informatica: ad esempio, nelle macchine utensili, un’elevata precisione di lavorazione si può raggiungere soltanto se eventuali punti deboli nella struttura meccanica vengano rilevati dalla sensoristica, per poi essere compensati da un’elaborazione intelligente delle informazioni.

LO SVILUPPO

Il processo di sviluppo dei sistemi meccatronici inizia dalla conce- zione di base, che, nella configurazione generale, considera tutti i componenti di sistema, con i relativi comportamenti dinamici e le reciproche interazioni. Per il sistema complessivo, la creazione dei modelli, l’identificazione dei parametri e la concezione base del controllo e delle regolazioni vengono simulate al computer sino ad ottenere un sistema opportunamente ottimizzato. Sulla base del prototipo virtuale, in forma di modello simulato, si svolge poi l’otti- mizzazione delle funzionalità, che fornirà indicazioni dettagliate per le caratteristiche costruttive.

FORMAZIONE E AGGIORNAMENTO

Dal 1998, ad esempio in Germania, quello del meccatronico è un riconosciuto ambito di formazione professionale; sempre in Germania, la prima cattedra universitaria di Meccatronica venne fondata nel 1991, all’Università di Duisburg-Essen.

Un nuovo sistema di training:

Per gli Istituti professionali e superiori e per i centri di formazione degli stabilimenti industriali, Bosch Rexroth ha sviluppato il nuovo sistema di training per meccatronica mMS 4.0: tale sistema, di concezione modulare, è improntato all’insegna dell’ Industry 4.0. Orientato con coerenza al percorso didattico della formazione meccatronica, combina le tecnologie fondamentali della pneumatica e della meccatronica e, su richiesta, anche dell’idraulica, in una sola unità.

Per informazioni:

www.boschrexroth.com/trainingsystems