Una nuova serie di motori lineari rotativi per applicazioni di avvitamento e tappatura di precisione. I motori lineari rotativi ad azionamento diretto rendono i processi di tappatura molto più flessibili ed efficienti dei sistemi che si basano su camme di corsa, cilindri pneumatici o azionamenti a vite per generare il movimento lineare. Per le applicazioni nella tecnologia del riempimento e dell’imballaggio, dove sono richieste la massima precisione e l’affidabilità del processo, LinMot ha ora lanciato i motori lineari rotativi con tecnologia dei sensori integrata. Non solo lavorano in modo particolarmente affidabile e preciso, ma forniscono anche i dati di processo raccolti per ogni processo di tappatura.
La struttura del motore lineari rotativo PR02 (Foto: LinMot)
Una variazione eccessiva della forza di chiusura, della coppia di chiusura o della forza di pressione e l’intera confezione deve essere smaltita. Spesso è sufficiente una deviazione di pochi millinewton dalla coppia specificata. Sempre più applicazioni nell’industria alimentare e delle bevande pongono esigenze così elevate al processo di tappatura. Di conseguenza, la domanda di soluzioni estremamente sensibili sta crescendo. La produzione variata, la produzione a zero difetti o i moderni concetti di Industria 4.0 con la loro fame di dati stanno facendo la loro parte per rendere i processi di avvitamento e assemblaggio più flessibili e controllati di prima. Ciò richiede che la coppia e l’angolo di rotazione dell’azionamento rotativo nonché la forza di avanzamento e la posizione dell’azionamento lineare siano noti in ogni momento come parte del movimento combinato corsa-rotazione durante il processo di chiusura e possano essere controllati con precisione. LinMot ha ora introdotto una serie di motori di rotazione della corsa completamente riprogettata che presenta un livello di monitoraggio senza precedenti e un’esecuzione accurata delle operazioni di rotazione della corsa.
Più preciso grazie alla tecnologia di misurazione integrata
Nella nuova serie di motori PR02, non solo un motore lineare e un servomotore sono alloggiati in un involucro comune, ma c’è anche spazio per ulteriori opzioni di equipaggiamento. Gli utenti possono ordinare il motore rotativo con un sensore di coppia integrato e un sensore di forza. In questo modo, i valori reali dei parametri di processo coppia, angolo di rotazione, corsa/posizione e forza di avanzamento possono essere registrati completamente e verificati con alta risoluzione, riproducibilità e precisione senza alcuna tecnologia di misurazione esterna. La precisione dei sensori di forza e di coppia del motore tipo PR02-52 (100 mm di corsa massima, 255 N di forza di avanzamento massima, 2,2 Nm di coppia massima), che è già disponibile in serie, è migliore o uguale all’1 % del valore nominale. Se viene selezionato l’albero di misurazione della coppia opzionale con un campo di misurazione di 2,5 Nm, sono quindi disponibili risultati di misurazione con una precisione di (+/-) 0,025 Nm. I valori raccolti in questo modo possono essere trasmessi direttamente dal motore tramite l’interfaccia del segnale analogico o dal servocontrollore tramite bus di campo al PLC per la documentazione dettagliata di ogni processo di chiusura o per ulteriori analisi del processo. Lì sono disponibili per la creazione di anelli di controllo chiusi o per ulteriori analisi.
Diagnosi e risoluzione dei problemi online
Una valutazione online o offline dei valori permette una visione profonda del processo di tappatura. Per esempio, a seconda dell’applicazione, è possibile rilevare non solo se una vite è stata stretta troppo o troppo poco, ma anche se ha le dimensioni sbagliate, è piegata, avvitata in modo storto o è stata serrata troppo. Le rondelle mancanti possono essere rilevate così come i pezzi o gli utensili rotti. I valori che cambiano lentamente permettono anche di trarre conclusioni sulla manutenzione pendente dei componenti meccanici del sistema di avvitamento o sull’usura dell’utensile. Poiché i profili di movimento degli azionamenti diretti possono essere programmati liberamente e i dati dei sensori sono disponibili in tempo reale, qualsiasi errore che si verifica può essere corretto immediatamente o il contenitore può essere automaticamente espulso o preparato per la rilavorazione. Per esempio, un tappo che è stato applicato in modo errato può essere ritorto immediatamente per ridurre il tempo di rilavorazione o semplificare lo smaltimento. L’eliminazione di sensori esterni e dei relativi cavi e parti mobili (ad esempio, cavi di trascinamento) semplifica la progettazione e la manutenzione del sistema di tappatura. Inoltre, quando il motore lineari rotativi è installato verticalmente, il costruttore della macchina può installare la compensazione del carico mobile senza componenti esterni aggiuntivi ed evitare che l’asse ceda quando è diseccitato, poiché c’è anche spazio nell’alloggiamento del motore per una molla magnetica di tipo MagSpring. I progettisti di LinMot hanno persino alloggiato un passaggio per il vuoto/aria compressa nell’alloggiamento a forma di libro e anodizzato duro del PR02-52, che misura solo 399x135x50 mm. Nonostante la potenza concentrata, non ha alette di raffreddamento o angoli e fessure difficili da pulire, rendendo il motore predestinato all’uso in ambienti puliti.
Un rappresentante della famiglia di motori PR02-38 (Foto: LinMot)
Dati resilienti grazie alla ridondanza
Anche l’utente finale beneficia direttamente dell’alto grado di integrazione della soluzione LinMot: il sistema di bullonatura è significativamente meno complesso, richiede meno spazio e può essere sostituito più facilmente e rapidamente in caso di guasto. Grazie al numero ridotto di pezzi, anche la suscettibilità agli errori e lo sforzo logistico sono ridotti. Ma ancora più importante nelle applicazioni rilevanti per la sicurezza: I dati dei sensori integrati possono essere verificati con le informazioni ridondanti dei dati attuali dei servocontrollori. Se, per esempio, il sensore di coppia fornisce un valore per la coppia che non corrisponde al setpoint dal controllo del motore di rotazione, ci può essere un difetto nell’albero di misurazione della coppia che, senza la ridondanza, potrebbe rimanere inosservato per il momento.
Famiglie di prodotti con un futuro
Coloro che non hanno bisogno di movimenti di chiusura così sensibili o di dati di sensori resilienti per la loro applicazione possono rinunciare ai sensori opzionali dei motori PR02 o utilizzare i motori lineari rotativi della serie PR01. In entrambi i casi, i setpoint dei componenti di movimento dal servocontrollore sono disponibili all’utente per l’uso. Dato che le due serie di motori difficilmente si sovrappongono nelle loro applicazioni, anche a causa dei loro diversi design (PR02: motore lineare e motore rotativo disposti in parallelo, formato libro più corto e spesso; PR01: motore lineare e motore rotativo disposti uno dietro l’altro, design cilindrico sottile), LinMot continua ad espandere entrambe le serie in parallelo. Per esempio, l’azienda ha annunciato il PR02-88 per l’autunno 2018. Questo motori lineari rotativi ha una corsa massima di 300 mm, una forza nominale di 145 N e una coppia fino a 8,9 Nm. Questo lo rende predestinato ad applicazioni come i tappatori a spruzzo a grilletto e a pompa. Sempre in autunno, LinMot prevede di introdurre il PR02-38 come una versione più piccola del PR02-52, rendendolo perfetto per il pick-and-place più leggero, così come per le operazioni di piegatura o pressatura. In parallelo, la famiglia PR01 viene ampliata dal motore a sollevamento rotativo PR01-70. Questo modello è ancora leggermente più compatto del PR01-84, che è stato disponibile per qualche tempo, ma offre quasi gli stessi dati di potenza.
Vantaggi della tecnologia a trasmissione diretta
La tecnologia ad azionamento diretto utilizzata in tutti questi motori lineari rotativi è responsabile di ulteriori caratteristiche del prodotto: permette, per esempio, che sia il sollevamento che il movimento rotatorio siano generati senza contatto, senza cinghie, ingranaggi/movimenti filettati, cilindri pneumatici o camme di sollevamento. I movimenti possono anche essere controllati indipendentemente l’uno dall’altro attraverso profili programmabili. I motori lineari rotativi combinano quindi la massima flessibilità con una dinamica e una velocità eccezionali, nonché un’eccezionale disponibilità e un funzionamento ampiamente esente da manutenzione. Rispetto alle soluzioni pneumatiche, sono anche più pulite, più silenziose, più compatte e più efficienti dal punto di vista energetico. A causa di questi numerosi vantaggi, le nuove soluzioni di sollevamento rotante altamente integrate hanno già convinto diversi costruttori di macchine all’avanguardia, che le hanno già portate nelle prime applicazioni dei clienti finali con grande successo. E il grande interesse ci porta a prevedere che molti altri costruttori di macchine saliranno sul carro e utilizzeranno la nuova tecnologia.
