In che modo il sistema di sollevamento servo migliora l’efficienza dell’assemblaggio?

Controllo del movimento di precisione per un assemblaggio privo di errori

Il feedback in loop chiuso garantisce un’accuratezza posizionale in tempo reale negli ambienti delle smart factory

Gli attuali sistemi di sollevamento servo possono raggiungere livelli di precisione straordinari grazie ai loro meccanismi di retroazione in loop chiuso. Questi sistemi controllano costantemente posizione e forza mediante sensori ad alta risoluzione, consentendo aggiustamenti rapidi in presenza di vibrazioni, variazioni di temperatura o spostamenti imprevisti del carico durante il funzionamento. L’importanza di questa reattività diventa evidente nella produzione di dispositivi medici, dove tolleranze inferiori a 0,1 mm determinano la differenza tra un prodotto funzionante e uno che non supera i controlli di qualità o viola le normative. I principali produttori si affidano ormai a riduttori armonici che offrono una ripetibilità di circa 15 secondi d’arco: un valore che è effettivamente quattro volte migliore rispetto a quanto fornito dai tradizionali motoriduttori. Di conseguenza, le aziende riportano una riduzione degli errori di assemblaggio pari a circa tre quarti nei settori in cui la precisione è fondamentale, come la produzione di componenti aerospaziali e di apparecchiature diagnostiche.

Vantaggi di coppia, velocità e ripetibilità rispetto alle alternative pneumatiche/idrauliche

Quando si tratta di sistemi di sollevamento, i servomotori si distinguono davvero rispetto alle tecnologie più datate, poiché rispondono più rapidamente, consumano meno energia e, in sostanza, richiedono pochissima manutenzione. I sistemi pneumatici presentano problemi legati alla compressione dell’aria e ai ritardi nella formazione della pressione, mentre i servomotori erogano coppia massima ogni volta che necessario, anche durante movimenti a velocità superiori a 1 metro al secondo. Questi sistemi riescono a mantenere un’accuratezza di posizionamento entro circa 0,02 millimetri dopo centinaia di migliaia di cicli, ovvero all’incirca il doppio rispetto a quanto ottenibile con i sollevatori idraulici. L’eliminazione di tutti quei compressori, serbatoi d’olio e componenti di tenuta consente alle fabbriche di ridurre i costi energetici di circa la metà ed evitare tutti quei fastidiosi tempi di fermo per la sostituzione dell’olio o la riparazione di perdite. Inoltre, è disponibile una funzione programmabile che limita la forza applicata durante le operazioni di inserimento dei componenti: ciò contribuisce a proteggere i componenti fragili da danneggiamenti, pur mantenendo comunque elevate le velocità di produzione necessarie per rispettare le scadenze.

Tempi di ciclo più rapidi grazie al sollevamento servo ad alta accelerazione

Accelerazione/decelerazione rapida riduce il tempo non produttivo nelle operazioni di sollevamento e posizionamento

I sistemi di sollevamento servo riducono i movimenti inutili ottimizzando con precisione la loro accelerazione. Questi sistemi raggiungono la velocità massima circa il 30% più rapidamente rispetto ai modelli precedenti e rallentano mediante recupero energetico anziché ricorrere ai freni convenzionali. Per le operazioni ripetitive di prelievo e posizionamento tipiche delle linee di produzione automobilistica e dell’assemblaggio elettronico, questo elimina quei periodi di avvio e arresto lenti che un tempo assorbivano circa un quarto del tempo totale di ciclo. Risparmiare anche solo mezzo secondo per ogni sollevamento si traduce rapidamente in un vantaggio significativo: nel corso di un anno, con tre turni operativi ininterrotti, le fabbriche possono guadagnare centinaia di ore aggiuntive. Ciò che è particolarmente importante è che questi sistemi non superano mai i punti target grazie al controllo preciso del moto; ciò significa che non sono necessarie quelle correzioni dispendiose in termini di tempo tipiche dei sistemi base, le quali richiedono generalmente dal 15 al 20% di tempo aggiuntivo per gli aggiustamenti.

La sinergia tra il controllo rapido del movimento e la retroazione in loop chiuso riduce fino al 25% i movimenti verticali non produttivi nelle applicazioni di imballaggio e inscatolamento, aumentando la produttività senza richiedere ulteriore spazio a terra o manodopera aggiuntiva.

Integrazione perfetta con sistemi robotici di movimentazione materiali e sistemi multi-asse

Sollevamento servo sincronizzato con bracci robotici per sequenze complesse di assemblaggio multi-step

I sistemi di sollevamento servo funzionano in modo perfettamente integrato insieme ai manipolatori robotici per operazioni complesse e multistadio, come l’installazione sequenziale di viti, l’allineamento di componenti senza l’uso di utensili o il posizionamento di parti guidato da telecamere. Mantenere la precisione di posizionamento entro circa 0,1 mm durante il movimento coordinato riduce sensibilmente quegli spiacevoli errori di allineamento che causano ritardi. Secondo l’Assembly Technology Review dell’anno scorso, tali problemi costituiscono circa il 23% delle fermate produttive impreviste. Quando tra i controllori avviene una comunicazione in tempo reale, i bracci robotici possono modificare il proprio percorso anche a metà operazione, qualora i sensori rilevino variazioni sul pezzo in lavorazione. Questa capacità rende tali sistemi sufficientemente affidabili per applicazioni delicate nella produzione elettronica, nell’assemblaggio ottico e in altri ambienti di lavorazione di precisione, dove anche piccoli errori assumono grande rilevanza.

Compatibilità plug-and-play con robot industriali e piattaforme di automazione basate su PLC

Gli standard industriali come EtherCAT, Modbus TCP e CANopen aprono davvero la strada a connessioni plug-and-play semplici tra PLC, sistemi SCADA e robot di grandi marchi provenienti da aziende quali ABB, Fanuc e Yaskawa. Non è inoltre necessario alcun firmware specifico né gateway hardware aggiuntivi. Ciò riduce notevolmente i tempi di installazione: circa il 40% rispetto ai vecchi sistemi di sollevamento, secondo alcune ricerche di settore del 2022 condotte dall’Automation Benchmark Consortium. Inoltre, i moduli universali di ingresso/uscita funzionano con marchi diversi, consentendo così una connessione immediata e senza complicazioni.

• Riposizionamento rapido tra linee di produzione
• Monitoraggio centralizzato tramite interfaccia utente (HMI) e avvisi di manutenzione predittiva
• Calibrazione automatica mediante loop di feedback basati sulla visione artificiale

Questa architettura standardizzata garantisce la longevità degli investimenti in automazione, anche in presenza di mix di prodotti in continua evoluzione e di aggiornamenti legati all’Industria 4.0.

Flessibilità programmabile: adattamento dei sistemi servo per il sollevamento a produzioni caratterizzate da elevata variabilità

Il mondo della produzione industriale oggi deve passare continuamente da un prodotto all'altro, modificare le dimensioni dei lotti e adattarsi a cambiamenti di progettazione, mettendo così a dura prova i sistemi di automazione fissi. I sistemi di sollevamento servo affrontano questa sfida grazie alla loro configurazione basata su software. Gli operatori possono regolare in pochi minuti direttamente da un'interfaccia digitale parametri come l'altezza di sollevamento, l'accelerazione, i limiti di velocità e le soglie di forza. Non è necessario smontare alcun componente meccanico né eseguire laboriose procedure di ricalibrazione. Quando negli stessi impianti vengono realizzati sia assemblaggi di componenti per autoveicoli sia confezionamenti di dispositivi elettronici, questo tipo di flessibilità riduce drasticamente i tempi di cambio formato, arrivando talvolta a ridurli del 90%. Le aziende possono ora giustificare la produzione anche di lotti minimi, addirittura di una singola unità, mantenendo comunque la capacità di gestire modelli di produzione mista, dai primi prototipi fino alla produzione su larga scala. La possibilità di programmare questi sistemi in tempo reale protegge gli investimenti aziendali quando, inevitabilmente, i progetti vengono aggiornati in seguito, rendendo i sistemi di sollevamento servo quasi indispensabili per costruire impianti produttivi in grado di adattarsi ed evolversi alle esigenze in continua trasformazione.

Domande Frequenti

Quali sono i vantaggi dei sistemi di sollevamento servo rispetto ai sistemi tradizionali?

I sistemi di sollevamento servo offrono tempi di risposta più rapidi, un consumo energetico inferiore e richiedono meno manutenzione rispetto ai tradizionali sistemi pneumatici o idraulici. Inoltre, garantiscono una maggiore accuratezza posizionale e riducono in modo significativo i costi energetici.

In che modo i sistemi di sollevamento servo migliorano i tempi di ciclo nella produzione?

I sistemi di sollevamento servo raggiungono velocità di ciclo superiori ottimizzando con precisione accelerazione e decelerazione ed eliminando movimenti superflui. Questi sistemi riducono i tempi di avvio e arresto, contribuendo a operazioni più efficienti e a notevoli risparmi di tempo.

In che modo i sistemi di sollevamento servo si integrano con la tecnologia robotica?

I sistemi di sollevamento servo sono compatibili con la robotica industriale grazie a standard ampiamente riconosciuti, quali EtherCAT e Modbus TCP, che ne consentono l’integrazione plug-and-play senza necessità di firmware o hardware speciali.

I sistemi di sollevamento servo possono adattarsi a esigenze produttive variabili?

Sì, i sistemi di sollevamento servo offrono una flessibilità programmabile che consente agli operatori di personalizzare rapidamente le impostazioni del sistema, adattandosi a variazioni di prodotto, dimensione del lotto e progettazione senza necessità di ricalibrazione manuale.

Perché il feedback in circuito chiuso è importante nei sistemi di sollevamento servo?

Il feedback in circuito chiuso garantisce un’accuratezza posizionale in tempo reale, contribuendo a prevenire errori di assemblaggio, disallineamenti e arresti imprevisti della produzione, elementi fondamentali per applicazioni ad alta precisione.