Rexroth Hydraudyne

Progettazione di cilindri idraulici più veloce ed esatta

Logo RexrothRexroth Hydraudyne è una divisione di Bosch Group, una società industriale tedesca con attività che si estendono dalla tecnologia automotive alle reti a banda larga. Rexroth Hydraudyne, che ha sede nei Paesi Bassi, fornisce cilindri idraulici specializzati di grandi dimensioni ad aziende in tutto il mondo. Tali cilindri servono ad azionare e controllare meccanismi di tutti i tipi. Un incarico degno di nota ha riguardato i componenti idraulici di una diga di sbarramento delle maree (tra un corso d'acqua navigabile interno e il mare) nel canale Hartel, 16 chilometri a sud di Rotterdam.

Per progettare cilindri idraulici industriali di grandi dimensioni, i progettisti di Rexroth Hydraudyne utilizzano PTC Mathcad, un ambiente di progettazione visivo che consente ai progettisti di tutti i settori di attingere a una vasta gamma di origini dati durante la fase di progettazione di un prodotto e di documentare tutte le formule e i calcoli matematici. Nonostante ogni cilindro sia un prodotto personalizzato, i calcoli impiegati per ciascuno sono altamente standardizzati e ottimizzati per offrire la massima affidabilità. L'esperienza decennale con PTC Mathcad ha garantito un considerevole risparmio sui costi di produzione e una più efficace cooperazione con i partner industriali.

Della progettazione tecnica di tutti i cilindri è responsabile il reparto interno di ricerca e sviluppo di Rexroth Hydraudyne. "Non esistono seconde chance" ha dichiarato il responsabile della progettazione tecnica Marc Moolenaar. "Nella maggior parte dei casi realizziamo un unico cilindro per ogni incarico, pertanto non possiamo testare prima un prototipo. Siamo una vera e propria organizzazione di progettazione su commessa. Il risultato deve essere corretto al primo tentativo. Di conseguenza, le nostre esigenze in termini di calcoli tecnici sono elevate".

Utilizzato da oltre 1,5 milioni di progettisti in tutto il mondo, PTC Mathcad consente di utilizzare espressioni matematiche con notazione matematica standard, con l'ulteriore possibilità di ricalcolare, visualizzare, presentare e pubblicare con facilità, anche sul Web. PTC Mathcad facilita la comunicazione della logica impiegata nei calcoli da parte dei progettisti, consentendo il controllo qualità e la verifica del progetto e agevolando il riutilizzo delle routine di calcolo eseguite frequentemente.

"Nella maggior parte dei casi, i componenti idraulici sono solo una parte di un'entità più grande" ha spiegato Moolenaar. "Numerose aziende lavorano insieme contemporaneamente e tutti, naturalmente, esaminano i nostri dati di progettazione. Molto spesso il cliente ricontrolla i nostri calcoli, ad esempio per accertarsi che abbiamo rispettato le procedure, gli standard e i margini di sicurezza corretti. Il calcolo e la spiegazione sono quindi collegati in modo inestricabile. Con PTC Mathcad siamo in grado di fornire i documenti appropriati in ogni momento. PTC Mathcad svolge un ruolo chiave nel processo di comunicazione con i nostri partner industriali. La presentazione coerente e precisa dei nostri calcoli consente ai clienti di comprendere il lavoro che stiamo svolgendo, visualizzando immediatamente il risultato finale. È un vantaggio di valore inestimabile".

Situazione prima di PTC Mathcad

Rexroth Hydraudyne utilizza PTC Mathcad dal 1993. Due terzi dei 16 progettisti dell'azienda utilizzano il pacchetto quotidianamente. Prima dell'arrivo di PTC Mathcad, i progettisti facevano affidamento per i loro calcoli su un software creato su misura da un fornitore. Questa soluzione, pur dimostrandosi affidabile, era priva di flessibilità. Nuovi tipi di cilindri, nuovi standard di progettazione tecnica o nuove applicazioni richiedevano sempre nuove modifiche del software, che assorbivano tempo e risorse umane. I progettisti avevano bisogno di una soluzione più flessibile, che hanno trovato con PTC Mathcad.

"È facile da apprendere" ha dichiarato il progettista senior Kees van de Grint. "Può fare quasi tutto e consente di progettare liberamente i propri calcoli in base alle specifiche esigenze. È sufficiente iniziare i calcoli in una schermata vuota, così come lo si farebbe su un foglio di carta".

Tramite l'interfaccia con documentazione automatica, PTC Mathcad consente ai progettisti di combinare formule, testo e grafica interattiva in un unico foglio di lavoro. A differenza della maggior parte dei pacchetti di calcolo, dei fogli di calcolo o dei linguaggi di programmazione, l'interfaccia "whiteboard" di PTC Mathcad accetta e visualizza notazione matematica naturale mediante sequenze di tasti o clic su tavolozze di menu, senza che sia necessaria alcuna programmazione. L'interfaccia "attiva" consente ai progettisti di modificare una variabile o un numero ricalcolando immediatamente il risultato nonché i grafici bi- e tridimensionali.

"È straordinario avere tutta questa libertà" ha proseguito van de Grint. "Se si desidera disporre di un approccio uniforme e di una presentazione coerente, però, è necessaria un'organizzazione accurata all'interno del reparto". Coerentemente, tre anni fa ha iniziato a redigere un manuale di progettazione tecnica. Il manuale è stato realizzato sotto forma di libreria elettronica all'interno di PTC Mathcad, in modo da facilitare l'organizzazione delle informazioni, e stabilisce la metodologia per i calcoli più importanti e un testo standard per la spiegazione e la citazione delle fonti. Per l'utente è sufficiente copiare i passaggi appropriati o addirittura interi calcoli. Una volta inserite alcune informazioni aggiuntive sui materiali e sulla situazione specifica, PTC Mathcad esegue automaticamente tutti i calcoli matematici rendendo immediatamente disponibili tutti i dati.

Risultati

"Anche i disegni effettuati da Intergraph SmartSketch, il sistema CAD integrato, vengono adattati automaticamente alle misure calcolate" ha dichiarato van de Grint. "L'introduzione del manuale di progettazione tecnica digitale ha determinato un incremento della produttività nel reparto di progettazione tecnica. Poiché vengono sempre utilizzate le stesse formule sperimentate del manuale, inoltre, il risultato è molto più affidabile". Il manuale di progettazione tecnica digitale in PTC Mathcad include ora 165 calcoli di base e cinque modelli.

La possibilità di errori è ulteriormente ridotta dal fatto che gli utenti possono immettere i dati nella forma in cui sono forniti. Indipendentemente dal fatto che i progettisti utilizzino pollici, millimetri o metri, PTC Mathcad gestisce automaticamente il processo di conversione delle misure, spesso soggetto a errori se eseguito manualmente. "È molto utile se si lavora sul mercato internazionale" ha dichiarato van de Grint. "Controllando le unità, inoltre, è possibile capire rapidamente se nelle formule sono presenti errori".

Vantaggio competitivo

Durante la progettazione di un cilindro idraulico, il calcolo corretto del guscio è essenziale. È molto spesso sottoposto a enormi forze e pressioni ed è pertanto una delle parti più costose del cilindro. Maggiore è la precisione con cui un progettista calcola lo spessore ottimale per un guscio, minore sarà la quantità di materiale necessaria. Ciò può avere un impatto significativo sul costo e sui profitti. "È così che riusciamo a presentare offerte competitive" ha spiegato van de Grint.

"Per questo motivo abbiamo incluso nel manuale alcuni calcoli altamente dettagliati" ha aggiunto. "Abbiamo riflettuto a lungo e attentamente su alcune di queste formule. Successivamente, però, è possibile continuare a utilizzarle nello stesso modo ripetutamente".

In alcuni casi, tuttavia, Moolenaar non desidera esporre queste formule. "Con PTC Mathcad, è anche possibile rendere una parte dei propri calcoli inaccessibile ad altri. Dopo tutto, non desideriamo rivelare i nostri segreti industriali" ha spiegato sorridendo. "Molto spesso prendiamo in considerazione costruzioni alternative, ad esempio altri principi di montaggio o altri tipi di costruzione. Non è esattamente il nostro lavoro, ma talvolta può essere utile intervenire. In alcuni casi, impiegando presupposti anche solo leggermente diversi è possibile rendere i componenti idraulici molto più economici. Ad esempio, si potrebbe riuscire a ridurre considerevolmente la quantità di calcestruzzo. In una situazione del genere sono necessari calcoli molto ben documentati, altrimenti non si arriverà mai ad apportare una modifica di questo tipo".

PTC Mathcad talvolta consente anche di modificare l'ambito di un progetto. "PTC Mathcad ci garantisce estrema flessibilità nella generazione dei calcoli" ha aggiunto van de Grint. "Possiamo mostrare ai nostri clienti le considerazioni dettagliate di ogni progetto e utilizzando regole di progettazione rigorose e collaudate evitiamo rischi superflui. Complessivamente, ciò consente di soddisfare ogni desiderio del cliente".

Informazioni su Bosch Rexroth AG

Bosch Rexroth AG, una consociata di proprietà esclusiva di Robert Bosch GmbH, ha raggiunto nel 2002 vendite pari a 3,62 miliardi di euro, con circa 25.500 dipendenti. L'azienda, costituita nel maggio 2001 dalla fusione di Bosch Automationstechnik e Mannesmann Rexroth, include i prodotti e i servizi dei precedenti marchi di Bosch Automation, Brueninghaus Hydromatik, Indramat, Lohmann + Stolterfoht, Mecman, Refu, Rexroth Hydraulics e Star. Rexroth offre tutte le tecnologie rilevanti di azionamento, controllo e movimento basate su meccanica, idraulica, pneumatica ed elettronica, nonché i servizi associati, in circa 80 paesi.