在Ansys的支持下，HSD机电开启产品创新新时代

你可能不知道电主轴是什么，但你可能开过用这些先进设备制造的汽车或飞机。作为自动化和机电一体化领域的关键生产部件，电主轴是带有旋转轴的机床，可支持切割、研磨、铣削和其他工艺。这些勤劳的工具被设计用来加工金属、木材、复合材料、玻璃和石头。

HSD机电一体化该公司总部位于意大利，是全球第二大电主轴制造商。它还生产二轴和五轴头，镗头，转台，智能电机和其他机器部件。HSD为汽车、航空航天、工业制造、建筑、国防和其他行业的客户提供这些解决方案，其中许多是高度定制的。

虽然电主轴和相关工具必须以令人难以置信的精度运行，但它们也受到极其苛刻的条件，包括高速机械旋转和高热负荷。根据HSD原型、测试和体验经理Manuel Camperchioli的说法，提供精度和耐用性的结合一直是公司产品开发团队的主要关注点。

Camperchioli说:“我们的许多客户都是原始设备制造商，他们必须满足严格的质量标准和紧迫的生产期限。”这意味着我们必须设计我们的解决方案，包括电主轴，以实现最大的性能、功率密度、耐用性和一致性。我们需要了解并尽量减少材料降解、振动、热积累以及其他影响客户应用中长期可靠性能的物理问题。”

自2019年以来，与Ansys合作进行电主轴优化的其他好处包括降低开发成本和减少人力需求，由于工程人才短缺，这一点变得越来越重要。

发展未来的电主轴

但这只是故事的开始。2020年12月，HSD被任命为意大利著名的智能工厂集群这是一个公私合作伙伴关系，旨在建立意大利在零缺陷制造领域的领导地位。HSD着眼于开发下一代电主轴，该电主轴与客户的其他生产环境进行数字化连接。马尔凯理工大学、罗马萨皮恩扎大学和创业公司EN4是这个雄心勃勃的开发项目的合作伙伴，该项目被称为“电主轴4.0”。

“未来的电主轴将与工厂的其他部分实时数字化连接，以创造一个真正的零缺陷环境，”HSD研发机电一体化能力中心电机设计经理Marco Apuzzo说。“通过连接包括机床在内的所有生产资产，制造商可以创建一个集中的数字控制塔，可以在制造和组装的任何阶段检测缺陷。

Apuzzo表示:“通过在所有生产功能中开放共享数据、专业知识和信息，为HSD和客户创造了双赢的局面。“每个合作伙伴都可以创造出引人注目的产品创新，并引入新的最佳实践，将制造业提升到一个新的水平。”

为了实现Electrospindle 4.0的宏伟目标，HSD与Ansys合作添加了Ansys Twin Builder到其解决方案组合。

为什么是Twin Builder?为了提高其机床与更大生产环境的互联性，HSD必须在每个电主轴上放置传感器。其中一些是实时物理传感器，用于警告事件或需要进行服务调用。但由于电主轴操作的复杂性，在需要的地方放置物理传感器是不可能的。因此，电主轴4.0的一个同样重要的组成部分是创建一个配备了一系列虚拟传感器的工作工具的精确数字双胞胎。这就是Twin Builder发挥作用的地方。

Ciccarone说:“我们可以根据数字连接的电主轴的实时输入，在Twin Builder中复制特定工具的操作条件，然后虚拟模型提供更多的数据点。”“通过从物理和虚拟传感器收集数据，我们可以在事件发生之前预测维修和维护需求。我们可以收集大量的实时洞察，以不断优化产品及其性能。Ansys Twin Builder是构建电主轴工作模型并将其连接到客户设施中工作工具的完美解决方案。”

用虚拟传感器补充物理传感器降低了数字化的总体成本，并使HSD能够探索非常复杂的性能参数，例如工具的内部工作，这是不可能的。虽然在整个工厂创建实时连接仍然是一项复杂的工作，但Twin Builder的使用有助于简化它，加速整体开发过程，并降低Electrospindle 4.0计划的成本。

HSD和Ansys:极致创新的合作伙伴

展望未来，HSD计划在未来的产品设计中继续使用仿真来增加自动化以及机器人或协作机器人的使用。虽然该公司是电主轴和其他加工工具的公认领导者，但它致力于推出改变行业的持续和戏剧性的产品创新。Ansys是这方面的战略合作伙伴。

Camperchioli说:“我们选择与Ansys合作，因为它是最好、最大的仿真软件提供商，拥有最多的知识和最广泛的能力。”“从云交付模型和意大利的支持团队到多物理场软件组合，Ansys已经能够满足我们的所有需求。”

Apuzzo说:“开发未来的电主轴实际上是应用先进技术和实时连接来消除缺陷，提高产品质量，加快生产速度，并最大程度地减少对人力的需求。”“我们的客户面临越来越大的需求，我们需要以越来越大的创新来应对。Ansys正在帮助我们实现这种极致的创新。”

看看Ansys Twin Builder我可以帮你。