Assemblaggio
TECNOLOGIA DA 24 V
01/05/2018

Gli assi lineari ELP, i moduli rotanti EGS e le pinze EGP possono essere combinati in sistemi Di assemblaggio a 24 V altamente efficienti. I moduli lineari ELP si caratterizzano grazie alla tecnologia da 24 V che determina sforzi minimi per la messa in funzione e manutenzione, un’elevata efficienza energetica e costi di ciclo di vita contenuti. Foto: ©SCHUNK.

Grazie alla tecnologia smart da 24 V, SCHUNK Intec – presente a SPS IPC Drives Italia, al padiglione 3 stand F08 – definisce un nuovo standard nell’assemblaggio: pinze, moduli rotanti e assi lineari possono essere assemblati in modo modulare.

di Leo Castelli

Lo sviluppo di nuovi e innovativi componenti suscita sempre un grande entusiasmo tra i progettisti. Nella movimentazione, l’asse lineare ELP è indubbiamente uno di essi. Invece di agire sul regolatore di flusso, come avviene con i moduli pneumatici, o di caricare nuovi programmi, come con i moduli a controllo elettrico, l’asse ELP, modulo lineare ad azionamento diretto, mantiene semplicemente la posizione finale in modo meccanico e regola la velocità di estensione e retrazione grazie a due trimmer. La funzione di autoapprendimento si occupa di tutto il resto. Da due a cinque corse sono sufficienti per completare la programmazione.

Durante il processo di apprendimento, viene calcolata la massima velocità possibile per l’attuale capacità di carico. Il profilo di movimento è progettato come rampa: l’unità accelera automaticamente e rallenta sulla base della corsa. Impatti, oscillazioni e guida incontrollata con il modulo a massima velocità sono così esclusi. Se il peso del componente cambia durante il processo, nel giro di poche corse l’asse regola automaticamente il proprio profilo di movimento, senza l’intervento dell’operatore.

Grazie al controllo I/O digitale, la serie di assi ELP è compatibile con tutti i controller e può facilmente sostituire i moduli pneumatici. In combinazione con le pinze per piccoli componenti EGP e i moduli di presa rotanti EGS, SCHUNK (www.it.schunk.com) ha reso disponibile un sistema modulare utilizzabile per implementare soluzioni di movimentazione complete con tecnologia da 24 V.

L’asse lineare da 24 V ELP intelligente è oggi disponibile con freno di sicurezza. Foto: ©SCHUNK.

SISTEMI DI ASSEMBLAGGIO

Accanto alle reti pneumatiche, considerate standard, che azionano ancora il 70% degli attuatori, e alle reti >400 V, attualmente in uso per gli attuatori elettrici e che oggi rappresentano circa il 30% degli assi, la tecnologia da 24 V si prepara a divenire il terzo pilastro fondamentale nell’assemblaggio.

Secondo le stime di integratori, produttori di sistemi e importanti utilizzatori finali, questa tecnologia assicura grandi vantaggi rispetto alla soluzione pneumatica, in funzione del nuovo contesto tecnologico e produttivo, caratterizzato dalla crescente domanda di una varietà di prodotti sempre più elevata in numerosi settori, dalla richiesta di pezzi da manipolare sempre più delicati, da un’accesissima competizione sui prezzi, oltre che dall’esigenza sempre più sentita di requisiti superiori per efficienza energetica e silenziosità, tutti fattori che “giocano” a favore della nuova tecnologia smart.

Oggi è difficile trovare sistemi sviluppati per un singolo prodotto. È infatti necessario concepire soluzioni costituite da diverse varianti che garantiscano un cambio di gamma nel modo più rapido ed efficiente possibile, assicurando future modifiche di design e di serie. Logica conseguenza è che i sistemi di assemblaggio devono oggi essere configurati in modo flessibile.

La movimentazione pneumatica mostra tutti i suoi limiti di fronte a tali requisiti, in particolare se i sistemi devono lavorare anche in modo silenzioso e se le specifiche tecniche richiedono livelli di rumorosità massima vicini ai 60 dB. Malgrado l’enorme progresso della pneumatica e dei relativi componenti – come le isole di valvole con pneumatiche intelligenti o le microvalvole integrabili negli attuatori, grazie anche a prezzi di acquisto contenuti – sarà comunque difficile, nel lungo termine, a compensare i punti di forza della tecnologia da 24 V: è quindi facile prevedere una ridistribuzione del mercato, con un progressivo passaggio dalle soluzioni pneumatiche a quelle con tecnologia da 24 V.

SCHUNK ha pertanto scelto di affrontare la trasformazione in modo attivo proponendo, oltre ai componenti collaudati negli anni, come la pinza per piccoli componenti MGP-plus, nuovi moduli da 24 V, come l’EGP: con la pinza universale da 24 V PGN-plus-E, la versione elettrica del best seller PGN-plus-P, è stato addirittura possibile dar vita a un prodotto che non richiede manutenzione.

La pinza per piccoli componenti EGP da 24 V è concepita appositamente per applicazione di assemblaggio. Foto: ©SCHUNK.

DINAMICA ELEVATA

Considera ad esempio l’asse lineare ELP, diventa subito chiaro quale sia il vantaggio rispetto al mondo della pneumatica: anche l’investimento risulta quasi il doppio di quanto si dovrebbe investire per un asse pneumatico, il fatto che questa soluzione non necessita praticamente di manutenzione ripaga nel medio e lungo termine.

Assumendo 40 milioni di cicli di rendimento totale, con un intervallo manutentivo da 5 milioni di cicli, per gli assi pneumatici il costo delle parti usurabili, dei tempi di lavorazione e dei fermi produzione potrebbe raggiungere un valore superiore al costo totale degli assi ELP. In un sistema di montaggio con 17 moduli lineari, per un ciclo di vita da 40 milioni di cicli, tutto ciò comporta un risparmio economico di circa 12.000,00 €, escluso quello per i costi operativi, come l’impiego di aria compressa. I costi vengono dunque ammortizzati in soli 20 milioni di cicli, “pertanto a partire (al più tardi) da questo momento”, affermano in SCHUNK, “i moduli da 24 V cominciano a generare profitto”.

Vanno poi aggiunti i vantaggi in termini di design: nella pratica, le valvole a farfalla si aprono spesso lontano dai moduli pneumatici, al fine di risparmiare tempi ciclo e per rimuovere le ultime riserve dal sistema. L’usura sugli ammortizzatori, di conseguenza, aumenta rapidamente, e con essa anche i costi. Le imprese di maggiore dimensione stanno attualmente programmando intervalli di manutenzione fissi, durante i quali tutti gli ammortizzatori vengono sostituiti e ricalibrati indipendentemente dalle loro condizioni. È un modo per prevenire fermi del sistema non previsti. Tuttavia, si verificano ancora spiacevoli effetti in alcune aree: le vibrazioni importanti nel settore periferico dei moduli lineari pneumatici possono, nel tempo, causare anche la sofferenza di altri componenti, quali ad esempio i sistemi a videocamera. Il danno collaterale in alcune aree risulta in parte sostanziale.

Ed è proprio in tali contesti che entra in gioco l’asse ELP, consentendo movimenti dinamici e armoniosi, proteggendo conseguentemente le periferiche ubicate nelle posizioni terminali. Poiché l’unità compatta ELP non richiede ammortizzatori idraulici, vengono teoricamente eliminati gli interventi di messa in servizio e manutenzione. Non solo, non è necessario preoccuparsi di potenziali danni al sistema o di lunghi tempi di fermo macchina dovuti ad ammortizzatori guasti. E ancora: la struttura del sistema può essere perfezionata in modo significativo, perché i blocchi valvola, i sistemi di tubi, le unità di manutenzione e i moltiplicatori di pressione non sono più necessari. Le catene energetiche vengono ridotte alla metà della portata precedente, perché solo due circuiti da 24 V devono essere configurati per il sistema sensore/logica o per gli attuatori. Il fatto poi che l’asse elettrico sia più silenzioso di circa 20 dB, rispetto al suo corrispettivo pneumatico, è un plus estremamente piacevole.

Al fine di semplificare la configurazione dei sistemi da 24 V, i moduli lineari ultra compatti ELP sono anche disponibili, a richiesta, con freni di sicurezza ad azionamento elettrico. Nel caso di mancanza d’alimentazione, il freno mantiene il modulo lineare in posizione in modo affidabile e previene cadute non intenzionali di assi disposti in verticale nell’area di lavoro, in modo simile ai blocchi delle barre del modulo pneumatico, che contribuiscono a prevenire infortuni per le persone e danni ai pezzi e ai componenti del sistema. Il freno di sicurezza consente l’esecuzione della funzione di sicurezza STO, Safe Torque Off. Il modulo lineare può anche essere arrestato a piena velocità. Il freno durevole è particolarmente adatto per sistemi che vengono spesso accesi e spenti. Infine, va ricordato che è possibile aggiornarlo ai sistemi esistenti in qualsiasi momento.

UN FUTURO GARANTITO

Anche se la scelta dei componenti di movimentazione con tecnologia da 24 V è ancora abbastanza limitata, il potenziale, dopo quanto detto, è facilmente immaginabile. Importanti produttori di sistemi e utilizzatori finali stanno dimostrando un grande interesse alla rapida espansione del programma da 24 V e impiegano i moduli come l’asse lineare ELP o la pinza parallela EGP proprio per ridurre le vibrazioni, come attuatori o sistemi di montaggio, in piccoli sistemi e celle robotizzate senza alimentazione ad aria compressa.

Quando le imprese del settore automazione forniranno componenti da 24 V in misura sempre più consistente, questa tecnologia acquisirà maggiore rilevanza importanza, come già previsto da ingegneri di fama mondiale. Idealmente, dovrà essere possibile integrare, con grande semplicità, tutti i componenti da un sistema di controllo centralizzato. Inoltre, funzioni autonome potranno minimizzare lo sforzo di messa in funzione.

Il miglior esempio anche in tale ambito è sempre l’asse ELP, con la sua funzione di autoapprendimento: non appena il sistema è cablato, il meccanico può mettere in funzione il sistema di movimentazione prima di programmarlo. Di fronte ai vincoli temporali solitamente più impegnativi in alcuni progetti, questo è certamente un altro significativo aspetto. ©tecnelab

Il modulo di presa rotante elettrico più compatto al mondo, lo SCHUNK EGS, è disponibile in misure da 25 e 40, con forze di tenuta di 15 o 140 N e corse di 3 o 6 mm, per componenti di peso fino a 0,55 kg. Foto: ©SCHUNK.



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