Unità di rotazione e oscillazione di nuova generazione

SCHUNK ha ampliato il suo portafoglio con due moduli oscillanti pensati per l'automazione, inaugurando una nuova era di movimenti rotatori. Una ragione sufficiente per chiederci cosa ci riserverà il futuro dei sistemi di rotazione e oscillazione e il loro potenziale nascosto.

Che si tratti di carichi pesanti o di cicli brevi, i moduli rotanti e le unità oscillanti sono costantemente sotto pressione, per garantire prestazioni elevate in termini di movimentazione e montaggio. Negli ultimi anni, il leader di competenza nel settore dei sistemi e delle tecnologie di presa, SCHUNK, ha sistematicamente ampliato il proprio programma modulare per i movimenti rotatori, sviluppando componenti incredibilmente dinamici, intelligenti e adattabili. L'ultimo arrivato nel segmento dei componenti pneumatici è l'SRM di SCHUNK. Questa unità oscillante a elevate prestazioni supera perfino il campione delle vendite SCHUNK SRU-plus e ha tutte le carte in regola per diventare il nuovo standard delle oscillazioni pneumatiche fino a 180°.

Il riferimento in termini di densità di prestazioni, durata, messa in funzione e manutenzione

In confronto alle unità di rotazione pneumatica esistenti sul mercato, il potente modulo ha convinto finora per la combinazione unica di coppie elevate ed elevati momenti di inerzia con tempi di oscillazione brevi, grande foro centrale, alloggiamento solido e al tempo stesso il profilo d'ingombro snello. Per lo sviluppo del modulo a elevate prestazioni, SCHUNK ha utilizzato le più recenti tecnologie di simulazione che consentono, per la prima volta, la raccolta di forze di reazione, le sequenze di pressione, le velocità d'impatto, le energie cinetiche e le energie di azionamento.

Ammortizzatori di nuova concezione e guarnizioni speciali dei pistoni, e una guarnizione Viton/FKM formano la base per uno straordinario pacchetto di servizi e un'elevata robustezza. Il modulo rotante è perciò ideale anche per l'impiego in ambienti con fluidi aggressivi. In direzione assiale e radiale, il cuscinetto senza gioco precaricato consente l'assorbimento di forze di taglio e di coppie particolarmente elevate.

Poiché gli ammortizzatori interni sono in genere preimpostati, occorre regolare solo le valvole a farfalla durante la messa in funzione, prima che la produzione possa iniziare. In caso di sostituzione degli ammortizzatori interni, l'angolo di oscillazione e la regolazione della corsa degli ammortizzatori rimangono immutati, il che significa che gli interventi di manutenzione possono essere eseguiti molto rapidamente.

Distributori rotanti opzionali

Lo SCHUNK SRM consente di progettare sistemi più piccoli, di ridurre i tempi ciclo e di aumentare precisione e durata. L'elevata densità di prestazioni offre i presupposti perfetti per soluzioni particolarmente compatte e al contempo efficienti. La progettazione uniformemente modulare dell'unità rotante offre un design personalizzato ad un rapporto qualità-prezzo unico sul mercato. Il foro centrale straordinariamente grande consente il passaggio di cavi pneumatici e di cavi pre-assemblati con connettori integrati. Il distributore rotativo pneumatico o elettrico lo rende ancora più conveniente: se viene utilizzato il distributore di fluidi pneumatico, il foro centrale ampio è completamente intatto.

Nel caso del distributore rotativo elettrico, è possibile inserire i cavi dei sensori direttamente nel modulo. In questo modo, il sistema di codifica dei colori sul connettore semplifica la messa in funzione e l'assegnazione dei segnali. Nel caso in cui, nonostante tutte le precauzioni, il cavo dovesse rompersi, i singoli cavi possono essere sostituiti senza dover sostituire l'intero distributore rotativo.

L'unità oscillante ad alta prestazione SCHUNK SRM sarà disponibile, nella fase iniziale, nelle dimensioni 14, 16, 25 e 40 per angoli di oscillazione di 0°/180° e 0°/90° o sarà a libera regolazione per angoli di oscillazione compresi tra 0° e 180°. Nella dimensione 40, è possibile raggiungere coppie fino a 23,7 Nm e momenti di inerzia anche di 7 kgm2. Questo significa una coppia maggiore quasi del 20% rispetto al precedente modello di punta SCHUNK SRU-plus.

Modulo rotante con tecnologia a 24V

C'è ancora un fiore all'occhiello: si tratta del modulo rotante meccatronico SCHUNK ERP. Anziché regolare costantemente strozzatori e sostituire gli ammortizzatori, come nel caso di moduli rotanti pneumatici, o caricare nuove sequenze come con i moduli rotanti elettrici, gli utenti possono optare per un'alternativa elettrica, che è molto più semplice e conveniente nel lungo periodo. Grazie ai suoi componenti resistenti, SCHUNK soddisfa tutti i requisiti necessari al settore per sviluppare sistemi automatizzati privi di problemi e senza grandi necessità di manutenzione.

Fino ad ora, la più grande sfida dei moduli oscillanti pneumatici riguardava la pazienza, l'esperienza e la precisione richieste ai tecnici, nonché l'usura dell'ammortizzatore. I moduli oscillanti pneumatici sono sempre stati sovraccaricati, o per mancanza di conoscenze, o per mancanza di pazienza, o a causa di cicli di lavoro molto pesanti.

Mentre le unità oscillanti pneumatiche adeguatamente regolate si distinguono per un'assenza di impatti meccanici e vibrazioni, le unità sovraccaricate creano impatti e vibrazioni che alcune volte si ripercuotono sull'intero sistema. Il risultato: gli ammortizzatori si usurano con grande velocità, i sistemi si bloccano e, nei casi più estremi, altri componenti di sistema, ad esempio le telecamere più sensibili, possono subire vibrazioni permanenti.

La funzione di autoapprendimento

Questa è proprio la caratteristica nella quale il concetto di modulo rotante meccatronico dell'ERP di SCHUNK fa sentire la sua importanza: rispetto alle unità rotanti pneumatiche, questo componente a 24 V non richiede ammortizzatori idraulici. Ciò elimina sia la frustrazione di doverli regolare che la principale fonte di errori durante i movimenti oscillatori.

A sua volta, una tecnologia di autoapprendimento intelligente è completamente automatica. Essa garantisce che il profilo del movimento sia sempre adeguato al peso della rispettiva parte. Per la messa in funzione, il componente a 24 V viene semplicemente collegato tramite I/O digitale al sistema di controllo, e, se occorre, la posizione finale può essere regolata in modo meccanico (+/- 5°). La tecnologia integrata di auto-apprendimento svolge tutto il resto. Tre-cinque movimenti rotativi sono sufficienti per completare la programmazione. L'andamento del movimento è un profilo a rampa.

A seconda dell'angolo di oscillazione e del peso del corpo oscillante, l'unità rotativa ad azionamento diretto accelera e frena automaticamente. Impatti, vibrazioni e movimenti non controllati a massima velocità sono trascurabili. Questo consente di ridurre al minimo il livello di rumore nonché l'usura, e rende superfluo l'impiego di ammortizzatori idraulici. Al tempo stesso, sono possibili tempi di reazione e di marcia più ridotti.

Se durante il processo cambia il peso del componente, il modulo regola automaticamente il profilo del suo movimento, senza l'intervento dell'utilizzatore. La velocità è facile da regolare tramite un interruttore rotante sull'alloggiamento. Se il controllo ha luogo tramite I/O digitale, la serie SCHUNK ERP è compatibile con tutti i controller e aiuta a sostituire facilmente i moduli pneumatici. Il modulo rotante a 24 V è disponibile nella prima fase nella dimensione 25 per momenti di inerzia della massa fino a 0,1 kgm2 e un angolo di oscillazione di 45°, 90° o 180°. La precisione di ripetibilità è di +/- 0,01°.

Modulo meccatronico flessibile

SCHUNK ha già dimostrato con successo il potenziale dei moduli rotanti meccatronici: il suo versatile ERS, con i tre diametri di 135 mm, 170 mm e 210 mm è pensato appositamente per i movimenti rotatori a medio carico. Nella dimensione 170 e con un'altezza compatta di 66 mm, raggiunge una coppia nominale di 5 Nm e un momento massimo di 17 Nm. Ciò significa che offre le condizioni ideali per sviluppare concetti compatti e flessibili per i sistemi automatizzati.

Il modulo compatto può anche essere usato come unità rotante opzionale o come tavola rotante indexata nelle applicazioni di montaggio. Nella rotazione continua, con posizioni intermedie qualsiasi fino a 750 giri/min, può funzionare con una precisione di ripetibilità di 0,01°. In confronto ai moduli rotanti con servomotore tradizionale, l'ERS non necessita di ingombri ulteriori. Elevata precisione grazie all'assenza di attrito.

Il modulo dall'elevata vita utile presenta invece accelerazione, velocità di oscillazione e precisione eccellenti. Su richiesta è disponibile un freno di arresto pneumatico, che garantisce che ogni posizione possa essere impostata in modo affidabile. L'ampio foro di centraggio consente il passaggio di cavi, pezzi e l'uso di una telecamera.

Ma non è tutto: per distributori ad aria compressa o segnali senza flessibili o cavi attraverso il modulo, il modulo compatto è disponibile in una versione con distributore pneumatico-elettrico che utilizza un anello collettore o un canale d'aria fino a un massimo di otto segnali elettrici (24 Vcc/2 A) e un fluido con una pressione di 8 bar. La versione con distributore rotante raggiunge velocità fino a 250 giri al minuto.

Il modulo miniaturizzato con rotazione continua SCHUNK ERD è progettato, in particolare, per le applicazioni di assemblaggio nei settori industriali dell'elettronica, dei beni di consumo e farmaceutico. Esso si presenta con un pacchetto di attrezzature unico sul mercato: il modulo standard è dotato di due distributori pneumatici integrati.

Come opzione sono disponibili quattro distributori elettrici e un sistema di misurazione assoluta della posizione. Con SCHUNK ERD, disponibile in tre dimensioni con coppie nominali di 0,4 Nm, 0,8 Nm o 1,2 Nm, è possibile realizzare sistemi di assemblaggio ad alta velocità, compatti e a coppie elevata e conformi ai rigorosi requisiti della direttiva macchine. Il modulo rotante è azionato da un motore sincrono brushless con eccitazione a magneti permanenti.

La sua speciale geometria assicura una dinamica e un'accelerazione elevate e grazie al distributore pneumatico ottimizzato, gli attuatori possono essere connessi con maggiore rapidità. Questi due fattori combinati assicurano tempi di ciclo brevi e un'alta produttività. Il trasduttore di valore assoluto significa risparmio di tempo: vengono meno le corse di riferimento anche in fase di avvio o dopo uno spegnimento d'emergenza. La precisione di ripetibilità specificata di 0,01° costituisce anche un altro vantaggio.

Rotazione intelligente per impianti intelligenti

Il prof. Markus Glück, Direttore di Ricerca e Sviluppo, CINO, presso SCHUNK, sostiene che il potenziale del movimento rotante sia ancora ben lungi dall'essere completamente sfruttato: "Stiamo attualmente sperimentando una fase di rapida innovazione tecnologica. Sistemi di produzione altamente automatizzati e interconnessi danno vita a processi di produzione intelligenti e si fanno strada negli impianti di produzione" afferma Glück, descrivendo la situazione attuale. Il mercato chiede unità oscillanti che possano essere messe in funzione velocemente e in modo intuitivo, senza la necessità di ricorrere alle competenze di un tecnico esperto.

Le unità rotanti del futuro dovranno anche potersi regolare automaticamente alle situazioni di carico e agli scenari applicativi." Il modulo rotante ERP di SCHUNK è una pietra miliare in questo contesto, perché consente di applicare regolazioni automatiche del modulo attraverso l'intelligenza integrata. Guardando avanti, il capo del settore R&D si aspetta che la sensibilità, la densità di prestazioni e le dinamiche dei moduli rotanti e oscillanti continueranno ad aumentare.

"Nel futuro, una costante diagnosi del sistema garantirà un uso corretto, ottimale ed economico delle unità oscillanti con massima dinamica" afferma Glück. "I tecnici che in futuro di occuperanno della messa in servizio saranno facilmente supportati da sistemi di sensori integrati. E non è tutto: se si parla di rotazione e oscillazione intelligente, tutto il processo rotatorio potrà essere monitorato, e il controllo del sistema automatizzato e delle unità periferiche sarà fornito attraverso dati di processo in tempo reale. "Il nostro scopo è ottenere informazioni di stato continue che possano essere accuratamente interpretate senza una dettagliata conoscenza tecnica," ha sottolineato Glück.

Sistemi intelligenti di questo tipo hanno già determinato tempi di funzionamento più lunghi per i macchinari e una riduzione dei costi legati a interruzioni non previste e reinvestimenti. Ciò aiuta a eliminare o ridurre al minimo la necessità di prevedere spazi destinati all'immagazzinaggio di componenti di ricambio, che dal punto di vista di un utente significano una spesa troppo consistente per un periodo di tempo troppo lungo.

www.schunk.com

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