Unità principali

Gli azionamenti principali sono prevalentemente motori elettrici sincroni e asincroni a controllo chiuso. Le loro applicazioni includono motori in kit o alloggiati in alloggiamenti per l'impiego in torni, fresatrici e rettificatrici, nonché in centri di lavoro. Anche i tradizionali azionamenti per mandrini con motori alloggiati, per lo più raffreddati ad aria, sono diffusi come azionamenti principali. Rispetto ai mandrini motorizzati, sono meno costosi se si considerano i costi secondari di entrambi i sistemi. Da un lato, l'interposizione di riduttori consente di adattare la velocità di rotazione e la coppia al tipo di lavorazione. Dall'altro, i riduttori causano forze radiali indesiderate, rumore e maggiore usura.

Gli azionamenti principali che utilizzano motori kit con mandrino integrato sono diventati tecnicamente sofisticati. Grazie alla possibilità di eliminare riduttori e frizioni, questi azionamenti consentono un movimento rotatorio centrico senza subire forze di taglio. Si distinguono per la loro silenziosità di funzionamento a lungo termine e l'usura minima e sono spesso utilizzati per lavorazioni meccaniche ad alte prestazioni. La generazione di azionamenti con coppie più elevate è attualmente ancora piuttosto costosa, poiché richiede l'integrazione di un riduttore (planetario) nel mandrino o la scelta di un motore con una potenza maggiore. Per la manutenzione preventiva e l'assistenza, è necessario integrare sensori nel mandrino per il monitoraggio e l'acquisizione dei dati di misura. Il raffreddamento con olio, aria o glicole è ancora necessario.

Azionamenti di alimentazione

Per gli azionamenti di avanzamento, la scelta è tra sistemi elettromeccanici o idraulici. Nel caso degli azionamenti di avanzamento elettromeccanici, il servomotore elettrico con vite a ricircolo di sfere è attualmente dominante a livello mondiale. Converte il movimento rotatorio in un movimento lineare. In questo caso, si preferiscono i motori sincroni, poiché devono soddisfare requisiti elevati in termini di posizionamento, funzionamento sincronizzato e dinamica, più elevati rispetto all'azionamento principale.

Grazie alla sua elevata rigidità statica, questo sistema di azionamento tradizionale si adatta a una varietà di applicazioni, ma è soggetto a usura. A seconda delle condizioni di installazione e della coppia richiesta, il servomotore viene collegato al mandrino direttamente o, ad esempio, tramite una cinghia sincrona.

Gli azionamenti devono offrire resistenza all'usura, nonché elevata rigidità e dinamica. Questa combinazione di caratteristiche consente una maggiore precisione e un funzionamento senza problemi a lungo termine rispetto a quelli ottenibili con un sistema di vite a sfere comparabile con sistema di misurazione indiretta della posizione.

Il regime di carico dell'azionamento è un aspetto che ne limita l'utilizzo. Naturalmente, questo non significa che, in caso di lavorazioni con forze elevate, si possano rinunciare alle viti a sfere e alle soluzioni di azionamento idrauliche. Anche elementi di supporto della macchina come il paratrucioli con la sua massima velocità di scorrimento ammissibile e la guida del carrello con il suo comportamento di smorzamento possono limitarne l'impiego. I vantaggi degli azionamenti con motore lineare sono vanificati dai costi di investimento associati, che finora hanno impedito l'affermazione di questa tecnologia di azionamento a livello mondiale.

Gli azionamenti idraulici sono richiesti quando i loro vantaggi hanno un impatto significativo, come in spazi ristretti, così come in quelle applicazioni che richiedono elevata dinamica e grandi forze di avanzamento. E, naturalmente, l'azionamento idraulico di avanzamento deve garantire un posizionamento con precisione micrometrica. Le applicazioni pratiche dimostrano che l'azionamento lineare idraulico funziona senza gioco, è durevole e tende ad essere più durevole di un azionamento comparabile con vite a sfere. Con gli azionamenti elettrici è necessario installare ciascuna prestazione specifica (coppia e velocità di rotazione). Un asse idraulico, tuttavia, può assorbire energia in base al fabbisogno da un accumulatore di fluido idraulico, riducendo la potenza in ingresso installata fino all'80%.

Azionamenti ausiliari

Una varietà di azionamenti soddisfa le capacità richieste in un'applicazione di azionamento ausiliario. Nell'ambito delle funzioni di azionamento ausiliario nelle macchine utensili non esiste una tendenza significativa, né si distinguono unità collaudate. La scelta dipenderà dall'applicazione.

Non è insolito che un gruppo di macchine con una sequenza chiusa di funzioni combini diversi azionamenti. Esempi di ciò si riscontrano in applicazioni in cui gli azionamenti elettromeccanici per carrelli a movimento verticale o diagonale vengono utilizzati in combinazione con la compensazione idraulica o pneumatica del peso. In questo caso, la compensazione del peso può essere intesa come un azionamento ausiliario passivo nel senso più ampio del termine, il cui compito è quello di compensare la forza peso della massa in movimento. La compensazione del peso può essere ottenuta in diversi modi, tra cui il sistema idraulico con un accumulatore di fluido idraulico. Se la forza peso da compensare è ridotta, una molla a gas pneumatica può svolgere la funzione. I vantaggi di queste soluzioni risiedono nel loro comportamento dinamico adattabile e nel loro bilancio energetico favorevole.

Gli azionamenti pneumatici sono ideali per l'impiego nei dispositivi di movimentazione grazie al peso ridotto, alla semplicità di controllo e alla rapidità dei movimenti. Queste caratteristiche si applicano alle unità di alimentazione e carico per masse ridotte, integrate nel flusso di pezzi del processo produttivo. Il serraggio di utensili e pezzi sulle macchine utensili è fondamentale, in quanto influenza la precisione e la ripetibilità delle operazioni. I morsetti idraulici rappresentano un tipo speciale di azionamento ausiliario e vengono utilizzati in macchine con carico e scarico dei pezzi non presidiati, grazie alla loro facile automatizzazione. L'elevata densità di forza degli elementi di serraggio favorisce la costruzione di dispositivi di serraggio in spazi ridotti.

Conclusione

Esiste una vasta gamma di sistemi di azionamento elettrici, idraulici, elettromeccanici e pneumatici disponibili come soluzioni per le attività di azionamento delle macchine utensili. Il team di ingegneri deve decidere quale tipo di sistema di azionamento sia più adatto al compito, tenendo conto di una serie di vincoli. Un buon fornitore di automazione con esperienza in tutti questi gruppi tecnologici valuterà attentamente e consiglierà i clienti in queste decisioni.