{"id":20290,"date":"2021-01-26T03:01:35","date_gmt":"2021-01-26T02:01:35","guid":{"rendered":"https:\/\/cfdfeaservice.it\/index.php\/2021\/01\/26\/processo-di-sviluppo-per-lalimentazione-di-robot-scara\/"},"modified":"2021-01-26T03:01:35","modified_gmt":"2021-01-26T02:01:35","slug":"processo-di-sviluppo-per-lalimentazione-di-robot-scara","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cfdfeaservice.it\/index.php\/2021\/01\/26\/processo-di-sviluppo-per-lalimentazione-di-robot-scara\/","title":{"rendered":"Processo di sviluppo per l\u2019alimentazione di robot Scara"},"content":{"rendered":"
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Si muovono cos\u00ec velocemente che gli occhi fanno fatica a seguire i robot Scara che eseguono mansioni di pick & place o di montaggio nel settore industriale. Ma queste acrobazie hanno un prezzo e, su questi robot, i pi\u00f9 comuni sistemi di alimentazione si usurano rapidamente. igus<\/a>, il gruppo tedesco specializzato nelle motion plastics, propone una soluzione alternativa duratura. Diamo un\u2019occhiata al processo di sviluppo.<\/em><\/p>\n

In fabbrica, guardare un robot Scara in azione vi potrebbe far venire il capogiro. Il robot con il suo braccio articolato orizzontale, simile a quello dell\u2019uomo, funziona a velocit\u00e0 elevata su quattro assi. Il braccio interno ed esterno ruota orizzontalmente. Il gripper, quel componente che serve per manipolare gli oggetti, si muove in modo rotatorio e lineare grazie ad una vite a ricircolo di sfere. Con questo sistema, il robot pu\u00f2 raggiungere quasi ogni punto all\u2019interno del suo raggio d\u2019azione. Ad una velocit\u00e0 incredibile. In alcuni casi, un ciclo di pick & place in cui il robot industriale deve afferrare, trasportare e posizionare un componente, pu\u00f2 durare all\u2019incirca solo un terzo di secondo. Acrobazie rapide e precise che nascondono un inconveniente. Lo svantaggio \u00e8 stato portato alla luce da un produttore di automobili tedesco, che ha interpellato igus, lo specialista dei componenti in polimero per applicazioni dinamiche, per risolvere un problema. Nella fabbrica di questo OEM, vengono impiegati 40 robot Scara su una linea di produzione cos\u00ec veloce che alcuni componenti delle macchine per la lavorazione meccanica si usurano rapidamente e richiedono molta manutenzione. \u201cQuesti robot si muovono in funzionamento continuo 24\/7 a velocit\u00e0 operative fino a 2.000 millimetri al secondo nel piano orizzontale\u201d, spiega Matthias Meyer, responsabile ECS triflex e robotica presso igus. \u201cPer il cliente era diventato necessario controllare, ogni anno, i cavi e i tubi dei robot Scara e, generalmente, doverli sostituire a causa dell\u2019usura. Perci\u00f2 il produttore di automobili stava cercando con urgenza un\u2019alternativa.\u201d<\/p>\n

Obiettivo: triplicare la durata d\u2019esercizio del sistema di alimentazione<\/strong><\/p>\n

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Soluzione che rende superflui i pettini grazie al principio di collegamento. (Fonte: igus GmbH)<\/figcaption><\/figure>\n
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Tubo corrugato stabile rinforzato da e-rib e supporti in tecnopolimero fissati con pettini.<\/figcaption><\/figure>\n

L\u2019obiettivo dell\u2019azienda era ambizioso. Voleva almeno triplicare la durata d\u2019esercizio dei collegamenti con cavi e tubi. La prima fase del processo \u00e8 stata relativamente semplice: igus ha rinforzato il tubo corrugato in cui i cavi e i tubi si muovono con un prodotto chiamato e-rib \u2013 una specie di scheletro in polimero ad alte prestazioni che si inserisce nelle scanalature del tubo in modo da farlo muovere solo in una direzione spaziale. Con questo sistema, invece di oscillare avanti e indietro, il tubo \u00e8 stato reso pi\u00f9 stabile. Sono stati rinforzati anche i punti di collegamento anteriori e posteriori con due supporti in tecnopolimero. Grazie all\u2019e-rib, il tubo risulta abbastanza rigido da non piegarsi nemmeno durante i movimenti pi\u00f9 veloci. Il terzo miglioramento \u00e8 stato suggerito dal produttore stesso. Per poter seguire l\u2019attivit\u00e0 motoria di un robot Scara, i collegamenti con tubi devono essere montati in modo tale che possa ruotare su entrambe le estremit\u00e0. Il cliente ha realizzato un collegamento rotante in metallo: \u201cL\u2019intero sistema \u00e8 in uso dal 2017 con circa 6,8 milioni di cicli all\u2019anno e ancora non \u00e8 stato necessario sostituirlo\u201d, afferma Meyer. \u201cIn igus eravamo talmente convinti della validit\u00e0 di questa soluzione che abbiamo lavorato per sviluppare ulteriormente tutti i componenti e proporre un sistema di alimentazione per robot Scara adatto per la produzione in serie.\u201d<\/p>\n

Le stampanti 3D accelerano la prototipazione<\/strong><\/p>\n

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Prime prove con i collegamenti rotanti stampati in 3D: nei test, le forze assiali risultavano troppo elevate per la struttura. (Fonte: igus GmbH)<\/figcaption><\/figure>\n

Partendo con la fase di progettazione, igus si doveva procurare le attrezzature adatte da integrare al laboratorio di prova aziendale, a cominciare da un robot Scara. Il produttore Epson Germania ha accettato di fornire un modello della serie G6 a scopo di test. Quindi gli sviluppatori hanno potuto affrontare la prima sfida: la produzione di un collegamento rotante con cuscinetto a sfere montato. Ed ecco che subentra l\u2019expertise di igus. Per \u201cdeformazione professionale\u201d, se possibile, l\u2019azienda di Colonia valuta la sostituzione del metallo con particolari in polimero ad alte prestazioni leggeri, progettati per ridurre al minimo l\u2019attrito e l\u2019usura e che contribuiscono a ridurre l\u2019energia richiesta per l\u2019azionamento. Gli esperti parlano di ottimizzazione tribologica. igus ha anche investito in stampanti 3D per poter realizzare prototipi e pezzi di ricambio per s\u00e9 e per i clienti superando i limiti dello stampaggio a iniezione, che implica la complessa e costosa produzione di stampi. \u201cCi \u00e8 sembrata un\u2019evidenza produrre con la stampante 3D il collegamento rotante in polimero ad alte prestazioni e poi utilizzare sfere in metallo\u201d, sottolinea Meyer. \u201cIn questa fase dello sviluppo, la stampa 3D \u00e8 semplicemente imbattibile in termini di tempo e di costo.\u201d I progettisti hanno iniziato i test, stampando collegamenti rotanti con diversi filamenti. E, infine, si sono concentrati sulla sfida successiva: sviluppare un supporto per il collegamento rotante. \u201cPer noi era importante che la guida dei cavi non si attorcigliasse durante il funzionamento del robot. Per questo motivo abbiamo spostato il punto di collegamento al centro dell\u2019asse rotante tramite un traversino sagomato.\u201d<\/p>\n

Testare 900 cicli all\u2019ora<\/strong><\/p>\n

\"\"Dopo settimane di sviluppo, \u00e8 iniziata la fase dei test. Il robot Scara Epson si muoveva a tutta velocit\u00e0 all\u2019interno di una gabbia protettiva. All\u2019inizio, andava tutto bene. Ma dopo pochi minuti si sono verificati alcuni problemi. \u201cIl collegamento rotante prodotto in 3D e il cuscinetto a sfere integrato non reggevano i carichi\u201d, continua Meyer. \u201cPer assorbire le forze assiali, due cuscinetti a sfere xiros standard igus sono stati inseriti a pressione nell\u2019involucro esterno uno sopra l\u2019altro. Abbiamo anche reso la struttura del collegamento pi\u00f9 compatta e in grado di ridurre le forze di leva. Il principio di collegamento di questa struttura consente di funzionare senza fissaggi aggiuntivi.\u201d Risolta la questione, gli ingegneri hanno potuto avviare i test successivi. Il robot ha completato 900 cicli all\u2019ora, 20.000 cicli al giorno, con un cavo di comando chainflex e due tubi di diametro quattro e sei millimetri. \u201cI test effettuati hanno dimostrato che la struttura era adatta per l\u2019utilizzo, quindi abbiamo potuto lanciarla sul mercato\u201d, afferma Matthias Meyer. Questa soluzione innovativa per la guida dei cavi su robot SCARA \u00e8 disponibile dall\u2019autunno 2020 come le altre 120 novit\u00e0 igus ed esiste in versione \u201cvuota\u201d oppure come soluzione preassemblata completa di cavi e tubi. \u201cCon questa soluzione per la guida dei cavi su robot SCARA, abbiamo sviluppato un prodotto che massimizza la durata d\u2019esercizio del sistema di alimentazione del robot ed elimina i fermi macchina. Prossimamente, adatteremo questa soluzione ai punti di collegamento anche di altri produttori\u201d, conclude Meyer.<\/p>\n<\/div>\n

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Autore: Redazione<\/p>\n

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