Bloccato in modo sicuro con attuatori rotativi
3. Giugno 2021
Chiusura automatizzata: una nuova serie di attuatori rotativi per applicazioni di avvitatura e sigillatura di precisione. Gli attuatori rotativi a trasmissione diretta consentono processi di chiusura significativamente più flessibili ed efficienti rispetto ai sistemi che si basano su camme, cilindri pneumatici o viti senza fine per generare il movimento lineare. Per le applicazioni nel settore del riempimento e del confezionamento, dove la massima precisione e affidabilità del processo sono essenziali, LinMot ha lanciato sul mercato attuatori rotativi con sensori integrati. Questi attuatori non solo garantiscono un'affidabilità e una precisione eccezionali, ma forniscono anche i dati di processo raccolti per ogni operazione di chiusura.
Il design del motore rotativo PR02 (foto: LinMot)
Maggiore precisione grazie alla tecnologia di misurazione integrata.
La nuova serie di motori PR02 non solo integra un motore lineare e un servomotore in un'unica unità, ma offre anche la possibilità di aggiungere ulteriori opzioni. Gli utenti possono ordinare il motore rotativo con un sensore di coppia e un sensore di forza integrati. Ciò consente una registrazione continua e verificabile dei valori effettivi dei parametri di processo (coppia, angolo di rotazione, corsa/posizione e forza di avanzamento) con elevata risoluzione, riproducibilità e precisione, senza la necessità di apparecchiature di misura esterne. La precisione dei sensori di forza e coppia, già presenti nel motore standard PR02-52 (corsa max. 100 mm, forza di avanzamento max. 255 N, coppia max. 2,2 Nm), è pari o superiore all'1% del valore nominale. Pertanto, selezionando l'albero di misura della coppia opzionale con un campo di misura di 2,5 Nm, è possibile ottenere risultati di misura con una precisione di (+/-) 0,025 Nm. I valori così raccolti possono essere trasmessi direttamente dal motore tramite interfaccia di segnale analogico o dal servocontrollore tramite bus di campo al PLC per una documentazione dettagliata di ogni processo di chiusura o per ulteriori analisi di processo. Lì sono disponibili per l'impostazione di circuiti di controllo chiusi o per ulteriori analisi.
Diagnostica e risoluzione dei problemi online
L'analisi dei dati, sia online che offline, fornisce informazioni dettagliate sul processo di sigillatura. A seconda dell'applicazione, è possibile rilevare non solo se una vite è stata serrata troppo o troppo poco, ma anche se presenta dimensioni errate, è piegata, avvitata storta o è stata serrata eccessivamente. È possibile rilevare la mancanza di rondelle, così come la rottura di pezzi o utensili. I valori che variano lentamente consentono inoltre di trarre conclusioni sulla manutenzione futura dei componenti meccanici del sistema di avvitatura o sull'usura degli utensili. Poiché i profili di movimento degli azionamenti diretti possono essere programmati liberamente e i dati dei sensori sono disponibili in tempo reale, eventuali errori possono essere corretti immediatamente oppure il contenitore può essere scartato automaticamente o preparato per la rilavorazione. Ad esempio, una chiusura applicata in modo errato può essere svitata immediatamente per ridurre i tempi di rilavorazione o semplificare lo smaltimento. L'eliminazione di sensori esterni e dei relativi cavi e parti mobili (ad esempio, cavi di prolunga) semplifica la progettazione e la manutenzione del sistema di sigillatura. Quando l'attuatore rotativo è montato verticalmente, il costruttore della macchina può anche integrare la compensazione del carico senza componenti esterni aggiuntivi e impedire l'abbassamento dell'asse quando non è alimentato, poiché l'alloggiamento del motore include anche lo spazio per una molla magnetica MagSpring. Gli ingegneri di LinMot hanno persino integrato un passaggio per il vuoto/aria compressa nell'alloggiamento a forma di libro in alluminio anodizzato duro del PR02-52, che misura solo 399 x 135 x 50 mm. Nonostante l'elevata potenza erogata, non presenta alette di raffreddamento o angoli e fessure difficili da pulire, il che rende il motore ideale per l'uso in ambienti a camera bianca.
Dati affidabili grazie alla ridondanza
L'elevato livello di integrazione della soluzione LinMot offre vantaggi diretti all'utente finale: il sistema a vite è significativamente meno complesso, richiede meno spazio e può essere sostituito più facilmente e rapidamente in caso di guasto. Grazie al numero ridotto di componenti, si riducono anche la probabilità di errori e gli oneri logistici. Ma, aspetto ancora più importante nelle applicazioni critiche per la sicurezza, i dati provenienti dai sensori integrati possono essere verificati con le informazioni ridondanti fornite dai dati correnti del servocontrollore. Ad esempio, se il sensore di coppia fornisce un valore di coppia non corrispondente al valore target del segnale di controllo del motore rotativo, potrebbe esserci un difetto nell'albero di misura della coppia che inizialmente potrebbe passare inosservato senza questa ridondanza.
Un esemplare della famiglia di motori PR02-38 (Foto: LinMot)
Dati affidabili grazie alla ridondanza
L'elevato livello di integrazione della soluzione LinMot offre vantaggi diretti all'utente finale: il sistema a vite è significativamente meno complesso, richiede meno spazio e può essere sostituito più facilmente e rapidamente in caso di guasto. Grazie al numero ridotto di componenti, si riducono anche la probabilità di errori e gli oneri logistici. Ma, aspetto ancora più importante nelle applicazioni critiche per la sicurezza, i dati provenienti dai sensori integrati possono essere verificati con le informazioni ridondanti fornite dai dati correnti del servocontrollore. Ad esempio, se il sensore di coppia fornisce un valore di coppia non corrispondente al valore target del segnale di controllo del motore rotativo, potrebbe esserci un difetto nell'albero di misura della coppia che inizialmente potrebbe passare inosservato senza questa ridondanza.
Famiglie di prodotti con un futuro
Per le applicazioni che non richiedono movimenti di chiusura particolarmente sensibili o dati robusti dai sensori, i sensori opzionali dei motori PR02 possono essere omessi oppure è possibile utilizzare i motori lineari-rotativi della serie PR01. In entrambi i casi, l'utente può accedere ai valori di setpoint per i componenti di movimento dal servocontrollore. Poiché le due serie di motori presentano una sovrapposizione limitata nelle applicazioni a causa delle loro diverse configurazioni (PR02: motori lineari e rotativi disposti in parallelo, formato più corto e spesso; PR01: motori lineari e rotativi disposti uno dietro l'altro, design cilindrico sottile), LinMot continua a sviluppare entrambe le serie in parallelo. L'azienda ha annunciato il PR02-88 per l'autunno 2018. Questo motore lineare-rotativo ha una corsa massima di 300 mm, una forza nominale di 145 N e una coppia fino a 8,9 Nm. Ciò lo rende ideale per applicazioni come tappatrici a spruzzo con grilletto e pompa. LinMot prevede inoltre di lanciare in autunno il PR02-38, una versione più piccola del PR02-52. Ciò lo rende ideale per operazioni di prelievo e posizionamento, piegatura e pressatura più leggere. Allo stesso tempo, la famiglia PR01 si amplierà con l'aggiunta del motore a corsa rotativa PR01-70. Questo modello è ancora più compatto del PR01-84, disponibile da tempo, ma offre praticamente le stesse prestazioni in termini di potenza.
Vantaggi della tecnologia a trasmissione diretta
La tecnologia a trasmissione diretta utilizzata in tutti questi attuatori rotativi è responsabile di ulteriori caratteristiche distintive del prodotto: consente di generare sia il movimento di sollevamento che quello di rotazione senza contatto, senza cinghie, ingranaggi/trasmissioni filettate, cilindri pneumatici o camme di sollevamento. I movimenti possono inoltre essere controllati indipendentemente l'uno dall'altro tramite profili programmabili. Gli attuatori rotativi combinano quindi la massima flessibilità con dinamiche e velocità eccezionali, oltre a una disponibilità superiore e un funzionamento praticamente esente da manutenzione. Rispetto alle soluzioni pneumatiche, sono anche più puliti, silenziosi, compatti ed efficienti dal punto di vista energetico. Grazie a questi numerosi vantaggi, le nuove soluzioni di attuatori rotativi altamente integrate hanno già convinto molti costruttori di macchine all'avanguardia, che le hanno implementate con successo nelle prime applicazioni presso i clienti finali. E questo forte interesse lascia intendere che molti altri costruttori di macchine seguiranno l'esempio e adotteranno questa nuova tecnologia.