Con la pinza meccatronica EGA di SCHUNK è possibile manipolare in successione i componenti più svariati. A scelta, il servomotore può essere flangiato parallelamente o perpendicolarmente.
Trent’anni fa, SCHUNK introduceva sul mercato la prima pinza industriale standardizzata. Da allora sono stati compiuti passi da gigante: semplici componenti meccanici sono diventati moduli high tech potenti e ad alta efficienza che consentono operazioni di manipolazione flessibili e tra loro strettamente integrate. L’evoluzione non è però terminata. Come saranno le pinze a corsa elevata del futuro?
di Alviana Trudu
Le pinze pneumatiche a corsa elevata, come il modello PHL di SCHUNK (www.schunk.com), azienda all’avanguardia per competenza nella tecnica di serraggio e nei sistemi di presa, sono considerate prodotti di eccellenza sia per la stabilità dei processi che per la loro convenienza. Negli ultimi tempi, i moduli meccatronici assumono sempre maggiore importanza. La pinza meccatronica EGA, ad esempio, è un sistema modulare a corsa lunga facilmente integrabile in unità di comando già esistenti.
Dalle pinze industriali standardizzate, introdotte sul mercato da SCHUNK già trent’anni fa di passi avanti ne sono stati fatti e l’evoluzione è costantemente in atto. Cosa ci riserverà il futuro? Tre approcci tecnologici ci permettono di capire cosa è già possibile fare oggi e come saranno le pinze a corsa elevata del domani.
LA MECCATRONICA RIMPIAZZA LA PNEUMATICA
La pinza meccatronica EGA, sopra citata, è un solido modulo che si basa su una piattaforma meccanica già validamente provata nella pinza pneumatica PHL. È estremamente sottile e compatta e quindi non presenta problemi di ingombro. Le guide con ricircolo di sfere riducono al minimo l’attrito e distribuiscono le forze in modo ottimale. Ne derivano una precisione a lungo termine e una lunga durata nel tempo. Tutto ciò a beneficio dell’ottimizzazione del peso della pinza e dell’efficienza energetica dell’impianto.
Come azionamento è possibile utilizzare qualsiasi servomotore industriale, in particolare anche servomotori a partire da 230 V in c.a.. A seconda dell’impiego, il motore può essere flangiato sia parallelamente che perpendicolarmente alla direzione di movimento. La disposizione parallela è ideale nelle applicazioni di robot in cui l’altezza della pinza deve essere minima; l’applicazione perpendicolare è invece da preferire per le applicazioni a portale in cui si deve ridurre al minimo la larghezza della pinza.
L’EGA è disponibile in tre taglie, ciascuna con tre corse specifiche da 30 a 160 mm, con forze di presa di 650, 1.750 o 4.000 N. Numeri che la rendono ideale sia per la movimentazione di grandi componenti, fino a 20 kg di peso, sia per la produzione di lotti con pezzi di varie dimensioni che scorrono su un’unica linea di produzione.
FIBRA DI CARBONIO AL POSTO DELL’ALLUMINIO
Un secondo approccio allo sviluppo di questi prodotti è indirizzato dai materiali utilizzati. Con la pinza a corsa elevata CGH, SCHUNK è riuscita a posare una pietra miliare nella manipolazione: si tratta infatti della prima pinza a corsa elevata standardizzata con corpo in fibra di carbonio. Il modulo, estremamente versatile, ha i suoi punti di forza nell’efficienza energetica e nell’efficacia dei costi: esso consente di incrementare la dinamicità dell’impianto o l’impiego di robot più piccoli.
La pinza leggera sfrutta a proprio vantaggio le particolarità della fibra di carbonio: il suo modulo è circa quattro volte più elastico e con una resistenza alla trazione doppia rispetto a un corpo in alluminio. Inoltre, pesa circa il 40% in meno. Al fine di sfruttare appieno i vantaggi della tecnologia in fibra composita e al contempo garantire elevata stabilità alla pinza, la struttura in fibra di carbonio del corpo pinza, fabbricato nel processo RTM, è stata realizzata in base alle sollecitazioni operative. In questo modo, è stato possibile realizzare una pinza leggera e al tempo stesso estremamente resistente a flessioni e torsioni.
Con un peso di soli 11,7 kg la pinza CGH dispone di una forza di presa di 2.500 N e di una corsa variabile per dito fino a 160 mm. Questa soluzione permette di manipolare pezzi in modo dinamico fino a 12,8 kg. Al fine di distribuire in modo ottimale i momenti che agiscono su tutti i rulli, i cilindri delle guide sono supportati su cuscinetti in modo disaccoppiato. In tal modo, la pinza raggiunge un’efficienza molto elevata: circa il 90% dell’energia utilizzata arriva al dito di presa. Il modulo può essere adattato con precisione al rispettivo carico, attraverso il numero e la distanza delle guide. La distanza tra le guide può essere facilmente aumentata per forze di presa particolarmente elevate o dita particolarmente lunghe. È così possibile utilizzare dita con una lunghezza superiore ai 1.000 mm. Su tutta la lunghezza delle dita agiscono quindi forze di serraggio quasi identiche.
Per aumentare ulteriormente l’efficienza della pinza, è possibile ridimensionare la corsa a qualsiasi dimensione, in posizione finale smorzata. Le posizioni di “aperto” e “chiuso” sono facilmente regolabili in base alle esigenze, in modo da evitare di dover scaricare completamente il cilindro dopo ogni ciclo. Questo riduce al minimo i tempi ciclo e il consumo d’aria. La trasmissione quasi priva di gioco e le dita sincronizzate assicurano che la pinza funzioni in modo preciso anche con corse variabili. La pinza è così in grado di manipolare, in caso di necessità, parti grosse e piccole in successione. Grazie alla flangia ISO, la pinza può essere infine adattata direttamente a una molteplice varietà di robot.
Peso leggero con la massima potenza: il corpo in fibra di carbonio riduce il peso della pinza a corsa elevata CGH SCHUNK ad appena 11,7 kg.
TRASPORTO ANZICHÉ PRESA
Il dito di presa con cinghia rotante AWG-S, sviluppato congiuntamente come studio tecnologico da Fraunhofer IPA di Stoccarda insieme a SCHUNK, si basa su un innovativo principio d’uso. Invece di afferrare i pezzi, il dito li fa traslare. Un elemento di frizione viene compresso frontalmente su un oggetto da afferrare e ruotato all’indietro. A causa dell’attrito, l’oggetto viene separato e trasportato sulla pinza. Per garantire la massima flessibilità nell’impiego, due moduli di rotolamento sono disposti parallelamente. Variando la distanza tra i due moduli con un’unità lineare, è possibile manipolare sia imballaggi di tipo diverso che oggetti di diverse dimensioni. Essendo entrambe le dita girevoli, la pinza può essere utilizzata sia per serrare elementi che per ruotarli. Essa è indicata sia per pallettizzare che per depallettizzare pallet misti e separati per tipo, nonché per la manipolazione di cartoni, vassoi e fusti saldati o per la movimentazione di sacchi e sacchetti.
Per creare particolari modelli di stratificazione, gli oggetti possono essere roteati sulla pinza anche a processo di manipolazione in corso. A tal fine, i due nastri traslano con direzioni inversa in una successione definita. Come l’EGA, anche il dito AWG-S ha una struttura adattabile che permette l’impiego di diversi servomotori industriali. Il peso di manipolazione massimo è attualmente pari a 40 kg. La larghezza massima degli oggetti da manipolare è di 1,50 m.
Con il nuovo dito AWG-S di SCHUNK (vedi foto in home page) gli oggetti da manipolare vengono posizionati sulla pinza con l’aiuto di nastri rotanti. Ruotando, il dito è anche in grado di serrare i pezzi.
