La domanda di automazione nell'industria manifatturiera è in continua crescita e può essere applicata a quasi tutte le applicazioni, dalla lavorazione, all'assemblaggio, all'ispezione e al confezionamento. I portali e i robot industriali a 6 assi sono ampiamente utilizzati per l'automazione di applicazioni come la pallettizzazione, lo smistamento e il pick & place, solo per citarne alcune. Nella scelta di un portale o di un robot, è necessario considerare il compito e il carico utile richiesti, le pinze che verranno collegate al sistema e la distanza e le velocità richieste.

Per molte applicazioni, un sistema a portale con guida lineare può svolgere le stesse funzioni di un robot industriale, con costi inferiori e maggiore flessibilità. Infatti, quando il compito richiede lo spostamento di prodotti pesanti e di forma irregolare su lunghe distanze, un sistema a portale è senza dubbio la soluzione migliore. Vediamo i vantaggi dei sistemi a portale.

Area di lavoro più ampia

Un vantaggio fondamentale dei sistemi a portale è la loro capacità di sollevare carichi più elevati su distanze maggiori. Un portale di 3 metri quadrati, ad esempio, può posizionare un carico utile di 100 kg in qualsiasi punto all'interno di tale area di 3 metri su entrambi gli assi. Al contrario, un robot industriale ha una capacità limitata in termini di carico momentaneo e, quando il carico si estende lontano dal robot, il carico utile si riduce man mano che si allontana dall'asse centrale. Ad esempio, il carico utile si riduce di circa il 50% quando lo sbraccio orizzontale viene esteso a soli 0,5 metri con un tipico robot a 6 assi. È quindi necessario un robot di dimensioni considerevoli per un carico utile di piccole dimensioni che si sposta su distanze maggiori. Con l'aumentare delle dimensioni dell'area di lavoro, il vantaggio economico del portale aumenta.

Evidenziando i vantaggi di un portale in un'area di lavoro più ampia, FUYUMotion offre una gamma di soluzioni lineari a portale per il sollevamento di pallet. Ogni portale ha una portata di 100 kg, con l'asse X che si muove a una velocità di 1,5 m/s, l'asse Z a 0,5 m/s e l'asse Z con una corsa di 2 metri. Con lunghezze che vanno da 1 metro a 3,9 metri, questi sistemi consentono il prelievo e il posizionamento su un'ampia area, dimostrando l'idoneità dei portali per l'utilizzo in aree di lavoro più ampie. FUYUMotion offre una gamma di portali: da quelli per carichi leggeri, ad alta velocità, a quelli per carichi pesanti, esiste una soluzione per soddisfare i requisiti delle applicazioni del cliente.

Carichi più grandi

FUYUMotion, azienda esperta in movimentazione lineare, ha recentemente installato un sistema a portale lineare con azionamento a cremagliera nel proprio stabilimento per realizzare un impianto di finitura chimica a immersione multistazione. Basata su un carico utile complessivo di 100 kg e una velocità nominale di 0,5 m/s, questa soluzione offre una corsa dell'asse x di 2.000 mm. L'applicazione è ideale per un sistema a portale, in quanto deve sollevare e caricare slitte di 2 metri in 4 vasche di immersione separate. Due teste vengono utilizzate per garantire stabilità durante la manovra delle slitte di 2 metri; una forma e dimensioni complesse che non si prestano a un robot. La guida lineare per impieghi gravosi, con la sua ampia gamma di cuscinetti in alluminio e guide lineari, è ideale per questa applicazione e la fornitura di FUYU include tutti gli elementi meccanici come gambe, travi XZ, slitte, cuscinetti, cremagliera e pignone, trasmissioni a cinghia e catena portacavi, personalizzati in base alle esigenze specifiche del cliente.

Adattabilità e flessibilità

In alcuni casi, l'area di lavoro deve essere ampliata dopo che il sistema è operativo da un certo periodo e uno dei principali vantaggi di un sistema a portale è la possibilità di estenderne la lunghezza per aumentarne la flessibilità o per rendere le installazioni esistenti a prova di futuro. La necessità di aumentare la produzione aumenta la domanda di sistemi esistenti e, piuttosto che investire in un portale aggiuntivo, spesso si preferisce ampliarlo, se possibile. Altre ragioni per cui è necessario un ampliamento potrebbero essere dovute a cambiamenti nel processo o nell'applicazione.

Con un sistema a portale, aumentare la portata orizzontale da 2 a 4 m, ad esempio, è un processo relativamente semplice: basta estendere un singolo asse per aumentare la lunghezza della corsa. Tutti gli altri elementi del portale rimangono invariati, con una sola trave interessata, rendendo questa soluzione semplice ed economica.

Uno dei clienti di FUYU Motion aveva richiesto una corsa verticale aggiuntiva dopo la costruzione del sistema. FUYU è stata in grado di fornire una sostituzione per la sola trave dell'asse Z, che ha aumentato la corsa secondo necessità. Il resto del sistema è rimasto invariato, a dimostrazione della flessibilità della soluzione FUYU. Un robot industriale nella stessa situazione richiederebbe probabilmente una sostituzione completa.

Sebbene sia possibile acquistare robot con assi estesi per consentire un maggiore raggio d'azione, questo influisce sul carico utile del robot, quindi estendere un asse non è sempre la soluzione migliore. Nella maggior parte dei casi, per estendere il raggio d'azione di un robot mantenendo lo stesso carico utile, il cliente dovrebbe passare a un robot di dimensioni superiori, con un costo significativamente maggiore.

Tecnologia di guida al posizionamento

Per la massima efficienza, qualsiasi installazione di sistema deve offrire bassi costi di manutenzione continua. Questo è particolarmente importante per le applicazioni ad alta intensità, che coprono lunghe distanze con carichi pesanti. I sistemi in grado di garantire un funzionamento continuo, senza la necessità di fermate regolari per la manutenzione ordinaria, come la rilubrificazione, sono molto apprezzati sia dai progettisti che dagli ingegneri di produzione.

I sistemi a portale di FUYU si basano sulla sua tecnologia di guida di posizionamento di precisione. Il sistema di guida lineare presenta un'esclusiva azione di raschiamento che espelle i detriti, rendendolo particolarmente efficace negli ambienti industriali difficili in cui i sistemi a portale vengono spesso utilizzati. Il diametro esterno del cuscinetto si muove a una velocità maggiore rispetto al diametro interno. La differenza di velocità fa sì che le particelle più vicine al centro si spostino verso la periferia e vengano espulse. Grazie alla geometria dell'interfaccia tra la slitta e il cuscinetto, i detriti vengono espulsi verso il diametro esterno del cuscinetto con un movimento a spirale, allontanandosi dalla superficie di scorrimento.

 Manutenzione

Quando è necessaria la manutenzione, il cliente desidera avere la certezza che il processo sia semplice e non incida eccessivamente sui tempi di produzione. Tutti i cuscinetti utilizzati nei carrelli a portale sono di tipo rimovibile e possono essere smontati dal carrello senza doverlo rimuovere dall'estremità dell'asse. Ciò significa che l'intero processo è molto rapido e può essere eseguito con tempi di fermo minimi. In condizioni di lubrificazione, non è inoltre necessario sostituire la guida. La sostituzione di cuscinetti e pignoni è relativamente semplice e può essere eseguita facilmente dal team di manutenzione interno del cliente. Le soluzioni integrate nei robot devono in genere essere riparate da uno specialista, con conseguenti costi aggiuntivi e ulteriori disagi.

Integrazione

La produzione di nuovi prodotti su una linea di assemblaggio esistente è una sfida frequente che i clienti si trovano ad affrontare e spesso va di pari passo con il desiderio di integrare un portale o un robot automatizzato nel sistema. Poiché un robot è completamente programmabile, può essere difficile integrarlo in un sistema esistente. Un sistema a portale, tuttavia, è più semplice ed economico da integrare. Molte soluzioni di macchine esistenti sono azionate tramite semplici controlli PLC e può rivelarsi difficile e costoso integrare i complessi sistemi di controllo di un robot a 6 assi. Al contrario, un sistema a portale a 3 assi si abbina spesso al controllore esistente e può essere completamente integrato nelle funzioni della macchina esistente.

Busta di lavoro efficiente

Poiché i portali sono montati sopra la testa, o talvolta sotto la zona di lavoro, offrono l'ulteriore vantaggio di risparmiare prezioso spazio a terra, con conseguente maggiore efficienza rispetto ai robot industriali tradizionali. Laddove lo spazio sia limitato, questo aspetto è particolarmente rilevante, soprattutto se si considera anche lo spazio per la protezione del robot. I portali consentono inoltre un maggiore accesso alle postazioni di lavoro. Con i produttori impegnati a ridurre i tempi di fermo per massimizzare la produttività, la possibilità di accedere rapidamente alle postazioni di lavoro rappresenta un chiaro vantaggio.

In sintesi, se l'applicazione non richiede movimenti complessi che richiederebbero 6 gradi di libertà, è probabile che un portale possa essere vantaggioso, in particolare quando si movimentano carichi pesanti su aree di lavoro più ampie.