Il guanto Ironhand® è disponibile in quattro taglie per la mano sinistra e destra. Sopra di esso l’utente indossa un normale guanto da lavoro. Foto: © Bioservo Technologies
Il nucleo di Ironhand®, la “mano magica” di Bioservo Technologies che aumenta la forza di presa di chi la indossa fino a 80 N, è costituito da cinque viti a ricircolo di sfere azionate elettricamente e rullate a freddo, prodotte da Eichenberger Gewinde.
di Ursula Schädeli (*)
La capacità di usare le mani è una funzionalità della massima importanza per ogni persona. Le mani vengono infatti coinvolte in quasi tutto ciò che facciamo: dal lavarsi i denti al mattino al lavoro quotidiano, fino a quando accompagniamo a letto i nostri figli stanchi, la sera. Un danno subito alla funzionalità delle mani può, quindi, determinare gravi conseguenze sia sul lavoro sia a casa. La mission di una giobane ed entusiasta azienda svedese, specializzata in alta tecnologia, è quella di realizzare prodotti bionici capaci di restituire la forza o di conferire una maggiore resistenza alle persone con una ridotta capacità muscolare. La costante ricerca di soluzioni per azionamento perfette, in grado di sostenere questa idea innovativa e rivoluzionaria, ha condotto Bioservo Technologies AB a incontrare Eichenberger Gewinde AG, una società del Gruppo Festo.
Tra le soluzioni di Bioservo Technologies figura Ironhand®, una “mano magica” che abbina il know-how medico, la robotica e la tecnologia informatica in un tutt’uno. Grazie alla passione per il movimento perfetto, lo specialista svizzero delle viti filettate infonde la vita a questa “mano magica”.
L’ASCOLTO È LA STRADA PER IL SUCCESSO
La sfida, per lo specialista delle viti filettate di Burg, è rappresentata da materiali esotici e da dimensioni o tipi di filettatura insoliti. I progettisti di Eichenberger Gewinde sono a disposizione del cliente per accogliere ogni sua richiesta e per cercare di risolvere qualsiasi tipo di problema: l’azienda assicura la propria consulenza, attraverso il dialogo, per ricercare la soluzione più adatta alle esigenze di ogni utente. Lo scambio di competenze e la ricerca di innovazione che scaturisce dal dialogo con i clienti rappresentano per Eichenberger Gewinde la forza trainante per lo sviluppo di nuovi prodotti. Non è un caso che il motto della Casa svizzera sia: “la qualità ha inizio con l’attenzione al cliente e termina con la sua soddisfazione”.
IRONHAND® PER UNA VITA MIGLIORE
Mani deboli possono rappresentare una sfida impegnativa per le persone che eseguono compiti che richiedono una presa decisa: a causa del dolore o della poca forza, spesso queste persone sono costrette a richiedere dei permessi per malattia. In situazioni critiche, può nascere anche la necessità di ridefinire i compiti, riqualificando il lavoro della persona. Tutto ciò può influenzare un’azienda nel suo complesso e anche la salute fisica e mentale degli individui. Fornendo alle persone appositi dispositivi di ausilio, queste possono continuare ad affrontare la vita di tutti i giorni e/o tornare al proprio lavoro. Le aziende, di conseguenza, possono continuare a fare affidamento su dipendenti di valore, con competenze chiave, e questi ultimi restano integrati nel mondo del lavoro.
La “mano magica” Ironhand® è basata sulla tecnologia “Soft Extra Muscle” ed è stata introdotta sul mercato nel 2019: si tratta di una soluzione modulare, costituita da un guanto che copre le cinque dita, equipaggiata con un sistema d’azionamento. Sensori di pressione integrati nella Powerhand comandano i servomotori posizionati nel dispositivo. Il tutto conferisce a chi lo indossa una presa particolarmente forte.
IL GIUSTO PARTNER TECNOLOGICO
Una delle sfide maggiori che Eichenberger Gewinde trova nella propria quotidianità è rappresentata, come detto, da materiali, dimensioni o tipologie di filettatura esotiche, che esulano dagli standard. Geometrie eccezionali, interfacce proprietarie, materiali speciali e processi di tempra offrono straordinari vantaggi. Un esempio? Chi è in grado di fornire una vite a ricircolo di sfere con dimensioni di 9,3 x 2,125 mm? Solo Eichenberger Gewinde! L’azienda svizzera produce in autonomia tutti gli strumenti necessari alla realizzazione dei propri prodotti, garantendo così un breve time-to-market per soluzioni di altissima precisione, pensate per applicazioni specifiche ed economiche.
Insieme a Bioservo Technologies, Eichenberger Gewinde ha sviluppato la soluzione perfetta di avvitamento filettato per l’Ironhand®. Leader mondiale nel settore degli esoscheletri flessibili e dei supporti motori, in particolare per quanto concerne la mano e le estremità della parte superiore del corpo, il team di Bioservo Technologies ha sviluppato l’idea di un guanto che possa aiutare a prevenire gli infortuni da stress, a riabilitare e a sostenere le persone nelle loro attività quotidiane, a casa o sul lavoro.
Le viti a ricircolo di sfere Eichenberger Gewinde hanno il compito di gestire i potenti movimenti dell’Ironhand®. Foto: © Bioservo Technologies
SUPERPOTERI CON LE VITI A RICIRCOLO DI SFERE
La soluzione Ironhand® è costituita da un guanto leggero, con un’unità di controllo portatile indossata come uno zaino. In pochi millisecondi, è in grado di aumentare la forza di presa di chi la indossa fino a 80 N. Il nucleo di questo kit è costituito da cinque viti a ricircolo di sfere azionate elettricamente e rullate a freddo, prodotte da Eichenberger Gewinde. Queste ultime convertono il moto rotatorio dei piccoli servomotori in un moto lineare. L’impressionante grado di efficienza garantito, superiore al 94%, determina una potenza motrice ottimale.
La funzione di Ironhand® è simile a quella delle nostre mani. La presa viene normalmente innescata dai muscoli dell’avambraccio e della mano, muscoli che sollecitano i tendini collegati alle cinque dita. Ironhand® funziona allo stesso modo: i sensori sulla punta delle dita del guanto, sensibili alla pressione, rilevano quando l’utente afferra un oggetto. Un microcomputer calcola la potenza richiesta. I servomotori azionano cinque viti a ricircolo di sfere in filigrana da 5 x 2 mm (diametro 5 mm, passo 2 mm): queste sono collegate alle dita del guanto da sottili cavi metallici che muovono le dita, mentre il guanto flessibile genera una forza ausiliaria. Più alta è la pressione sui sensori maggiore è la potenza generata dal guanto. Ironhand® è in grado di riconoscere il modo in cui l’utente impugna un oggetto e di adattare la presa in maniera intuitiva e automatica.
VITI STANDARD: PERCHÉ NON OSARE DI PIÙ?
Spesso un piccolo spazio d’assemblaggio a fronte di un carico pesante rappresenta una vera e propria sfida. Uno spazio ridotto necessita infatti di movimenti silenziosi. Nelle specifiche tecniche, Bioservo Technologies illustra anche i requisiti relativi agli elementi d’azionamento meccanici. L’alta precisione di posizionamento con corse brevi e la forte dinamica devono essere gestite a ciclo continuo. La sicurezza e l’affidabilità in questi casi occupano il primo posto. Anche gli intervalli di manutenzione e la durata – per non parlare del costo – giocano un ruolo importante.
In Eichenberger Gewinde, prodotti paragonabili in termini di dimensioni o qualità offrono prestazioni superiori alle aspettative. Attraverso un progetto personalizzato o processi di fabbricazione speciali, il professionista delle viti filettate adatta i propri prodotti alle applicazioni e rende possibile l’impossibile. Ciò consente di realizzare soluzioni specifiche che consentono di aggiunge valore alle innovazioni proposte al mercato dai clienti.
Le viti a ricircolo di sfere per l’Ironhand®, deformate a freddo, temprate a induzione, con dimensioni di 5 x 2 mm, garantiscono velocità, precisione e ingombro minimo in un unico prodotto. Inoltre, la conicità ideale del mandrino incrementa l’efficienza del movimento. “I cinque campioni elvetici”, con tre geniali ricircoli a pista singola integrati nella chiocciola, stupiscono anche per il loro peso ridotto e contribuiscono ad esaltare il rapporto qualità/prezzo della soluzione complessiva.
I VANTAGGI DELLE VITI A SFERE RULLATE
I progettisti devono costantemente far fronte al compito di garantire movimenti lineari con la giusta soluzione d’azionamento. Il progresso tecnologico rende i sistemi sempre più complessi e le viti a ricircolo di sfere risultano tra i sistemi d’azionamento più utilizzati in svariati settori. Nel campo della movimentazione lineare, ad esempio, le viti filettate rullate sono oggi un prodotto ben consolidato e le viti deformate a freddo restano componenti fondamentali. I vantaggi di questi componenti risiedono principalmente nel loro elevato rendimento e nel risparmio garantito in efficienza energetica. La tecnologia dei mandrini Eichenberger Gewinde è caratterizzata da una filettatura a rulli – formatura a freddo della superficie esterna delle parti tonde delle viti – che combina un’elevata capacità di carico e densità di forza con un’enorme dinamica e sorprendente precisione, per garantire massime prestazioni operative. I settori dell’automazione industriale, della robotica o della tecnologia medicale sono tra quelli che esprimo un enorme potenziale di applicazione. Inaspettate opportunità di sviluppo possono essere trovate anche in numerose applicazioni industriali, come nel campo della ricerca dei semiconduttori, nei sistemi fotovoltaici, nelle valvole per il vuoto.
Unica azienda produttrice di viti a ricircolo di sfere in Svizzera, Eichenberger Gewinde è fornitore di un’ampia gamma di settori industriali: dall’ingegneria meccanica a quella medicale, dal comparto elettrico a quello automobilistico, fino a quello aerospaziale. I campi applicativi sono probabilmente molto diversi tra loro, ma presentano anche molte analogie. I requisiti qualitativi in costante aumento, la tendenza a sfruttare livelli tecnologici sempre più elevati e la ricerca di soluzioni globali economiche caratterizzano i bisogni di tutti settori.
Vite a ricircolo di sfere Carry 6 x 1 cm ottimizzata per l’applicazione. Il contributo di Eichenberger Gewinde rende il prodotto del cliente più competitivo.
LA COMPETENZA DI BASE AL MICROSCOPIO
Ma cosa rende la vite a ricircolo di sfere Carry così resistente, tanto da renderla l’elemento funzionale ideale per questa applicazione? Attraverso la filettatura a rulli vengono generate geometrie molto dettagliate, con un’elevata rifinitura della superficie. I processi di produzione abituali per le filettature, come la fresatura e la tornitura, consistono in lavorazioni meccaniche. Lavorazioni che purtroppo hanno lo svantaggio d’interrompere l’andamento delle fibre dell’acciaio. D’altra parte, la filettatura a rulli è un processo di lavorazione che non taglia le fibre longitudinali, ma le reindirizza. Allo stesso tempo, la superficie viene compattata nel profilo. Questa “superficie lucidata a rullo” assicura così poche possibilità d’attacco da parte dello sporco e ciò è fondamentale per garantire una lunga durata e consentire un rotolamento delle sfere assolutamente silenzioso. Inoltre, la formatura a freddo dà quale risultato valori di rugosità molto buoni sui fianchi del filetto e sul raggio di base (~Rz 1,0).
TECNOLOGIA SOFT EXTRA MUSCLE
La tecnologia adottata da Bioservo Technologies e brevettata SEM va oltre lo stato dell’arte. A sostegno dell’utente, vengono raccolti e analizzati dei dati per valutare e identificare i campi di applicazione ad alta intensità di presa con un elevato rischio ergonomico. La “Intent Detection Logic” integrata attiva tale supporto solo quando l’utente innesca il movimento con un impiego naturale e intuitivo della forza. Ciò avviene tramite sensori che registrano la sua azione. I motori vengono azionati automaticamente per aumentare la potenza necessaria all’utente. Gli attuatori reagiscono immediatamente e in modo naturale per facilitare il movimento previsto. Ciò significa che l’Ironhand® calcola il modo in cui l’utente impugna un oggetto. Più intensa è la presa, più potenza verrà fornita.
SOLUZIONI EFFICIENTI ED ECONOMICHE PER I CLIENTI
La tecnica d’azionamento si trova in un campo di tensione. La crescente pressione sui tempi e sui costi si scontra con obiettivi quali la precisione dei processi, gli elevati coefficienti di carico e velocità o la lunga durata. Nel corso dei decenni, è stata creata una gamma impressionante di viti e madreviti a ricircolo di sfere. Gli sviluppatori di Eichenberger Gewinde cercano sempre di basarsi su un prodotto esistente e di adattare l’avvitamento filettato alle esigenze specifiche dell’applicazione. Ciò comporta un decisivo vantaggio in termini di prezzo e rende il prodotto del cliente più competitivo. ©TECNeLaB
(*) Ursula Schädel, Responsabile Marketing di Eichenberger Gewinde AG di Burg, in Svizzera.
Soluzioni su misura per la massima precisione ed efficienza. Vite a ricircolo di sfere Carry 20 x 5 cm.