L'automazione nel settore manifatturiero è in continua crescita e può essere applicata a quasi ogni ambito, dalla lavorazione all'assemblaggio, dall'ispezione al confezionamento. I portali e i robot industriali a 6 assi sono ampiamente utilizzati per automatizzare applicazioni come la pallettizzazione, lo smistamento e il prelievo e posizionamento, 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 fissate al sistema, nonché la distanza e la velocità necessarie.

Per molte applicazioni, un sistema a portale guidato da movimento lineare può svolgere gli stessi compiti di un robot industriale, ma a costi inferiori e con maggiore flessibilità. Infatti, quando il compito prevede lo spostamento di prodotti pesanti e di forma irregolare su lunghe distanze, un sistema a portale è senza dubbio la soluzione migliore. Vediamo ora i vantaggi dei sistemi a portale.

Area di lavoro più ampia

Uno dei principali vantaggi dei sistemi a portale è la capacità di sollevare carichi maggiori su distanze più ampie. Un portale quadrato di 3 metri, ad esempio, può posizionare un carico utile di 100 kg in qualsiasi punto all'interno di tale area, su entrambi gli assi. Al contrario, un robot industriale ha una capacità limitata in termini di momento di sollevamento e, man mano che il carico viene esteso lontano dal robot, la capacità di carico utile si riduce. Ad esempio, la capacità di carico utile si riduce di circa il 50% quando la portata orizzontale di un tipico robot a 6 assi si riduce a soli 0,5 metri. Pertanto, per spostare un carico utile di piccole dimensioni su una distanza maggiore, è necessario un robot di dimensioni considerevoli. Con l'aumentare delle dimensioni dell'area di lavoro, aumenta anche il vantaggio in termini di costi offerto dai sistemi a portale.

Per evidenziare i vantaggi di un sistema a portale in aree di lavoro più ampie, FUYUMotion offre una gamma di soluzioni lineari a portale per il sollevamento di pallet. Ogni portale ha una portata utile 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 una corsa di 2 metri. Con lunghezze che variano da 1 metro a 3,9 metri, questi sistemi consentono operazioni di prelievo e posizionamento su un'ampia area, dimostrando l'idoneità dei portali per lavorare in spazi di grandi dimensioni. FUYUMotion offre una gamma di portali – da quelli con portata utile ridotta e alta velocità a quelli con portata utile elevata – per soddisfare le esigenze di ogni cliente.

Carichi più grandi

L'azienda FUYUMotion, specializzata in sistemi di movimentazione lineare, ha recentemente installato un sistema a portale lineare con cremagliera nel proprio stabilimento, per realizzare un impianto di immersione per la finitura chimica a più stazioni. Con una portata utile complessiva di 100 kg e una velocità nominale di 0,5 m/s, questa soluzione offre una corsa sull'asse x di 2.000 mm. L'applicazione si presta perfettamente a un sistema a portale, in quanto richiede il sollevamento e il caricamento di slitte da 2 metri in 4 vasche di immersione separate. Due teste garantiscono la stabilità necessaria per movimentare le slitte da 2 metri; una configurazione complessa, di forma e dimensioni, che non si presta all'utilizzo di un robot. Le guide lineari per carichi pesanti, con la loro ampia gamma di cuscinetti e guide lineari in alluminio, sono ideali per questa applicazione. La fornitura di FUYU comprende tutti gli elementi meccanici, come gambe, travi XZ, slitte, cuscinetti, cremagliere e pignoni, trasmissioni a cinghia e catene portacavi, personalizzabili in base alle esigenze specifiche di ogni cliente.

Adattabilità e flessibilità

In alcuni casi, dopo che il sistema è operativo da un certo periodo, è necessario ampliare l'area di lavoro e uno dei principali vantaggi di un sistema a portale è la possibilità di estenderne la lunghezza per aumentarne la flessibilità o per garantire la compatibilità futura degli impianti esistenti. La necessità di incrementare la produzione impone maggiori sollecitazioni ai sistemi esistenti e, anziché investire in un nuovo portale, si preferisce spesso estendere quello esistente, se possibile. Altri motivi per cui potrebbe essere necessario un ampliamento sono legati a modifiche del processo o dell'applicazione.

Con un sistema a portale, aumentare la portata orizzontale da 2 m a 4 m, ad esempio, è un processo relativamente semplice che richiede l'estensione di un solo asse per incrementare la lunghezza della corsa. Tutti gli altri elementi del portale rimangono invariati, con l'unica eccezione di una trave, rendendo questa soluzione semplice ed economica.

Uno dei clienti di FUYU Motion aveva richiesto una maggiore corsa verticale dopo che il sistema era già stato costruito. FUYU è stata in grado di fornire un ricambio solo per la trave dell'asse Z, estendendo così la corsa come richiesto. Il resto del sistema è rimasto invariato, a dimostrazione della flessibilità della soluzione FUYU. Un robot industriale nella stessa situazione avrebbe probabilmente richiesto una sostituzione completa.

Sebbene sia possibile acquistare robot con assi estensibili per raggiungere una maggiore portata, ciò influisce sulla capacità di carico del robot, quindi estendere un asse non è sempre la soluzione migliore. Nella maggior parte dei casi, per estendere la portata di un robot mantenendo la stessa capacità di carico, il cliente dovrebbe optare per un robot di dimensioni maggiori, con un conseguente aumento significativo dei costi.

Guida al posizionamento tecnologico

Per garantire la massima efficienza, qualsiasi impianto deve offrire bassi costi di manutenzione ordinaria. Ciò è particolarmente importante per le applicazioni gravose, che prevedono il trasporto di carichi pesanti su lunghe distanze. I sistemi in grado di garantire un funzionamento continuo, senza la necessità di arresti periodici per interventi di 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 ha un'esclusiva azione di pulizia che espelle i detriti, risultando 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 l'esterno, in direzione della 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, lontano dalla superficie di scorrimento.

 Manutenzione

Quando è necessaria la manutenzione, il cliente desidera 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 la necessità di rimuovere il carrello dall'estremità dell'asse. Ciò significa che l'intero processo è molto rapido e può essere completato 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 facilmente eseguita dal team di manutenzione interno del cliente. Le soluzioni integrate con robot, in genere, richiedono l'intervento di un tecnico specializzato per la riparazione, con conseguenti costi aggiuntivi e ulteriori disagi.

Integrazione

La produzione di nuovi prodotti su una linea di assemblaggio esistente è una sfida frequente per i clienti, spesso accompagnata dal desiderio di integrare un sistema a portale automatizzato o un robot. Poiché un robot è completamente programmabile, la sua integrazione in un sistema esistente può risultare complessa. Un sistema a portale, al contrario, è più semplice ed economico da integrare. Molte soluzioni di macchinari esistenti sono gestite tramite semplici PLC e l'integrazione dei complessi sistemi di controllo di un robot a 6 assi può rivelarsi difficile e costosa. Un sistema a portale a 3 assi, invece, si abbina spesso al controllore esistente e può essere completamente integrato nelle funzioni della macchina.

Busta di lavoro efficiente

Poiché i sistemi a portale vengono montati in alto, o talvolta al di sotto dell'area di lavoro, offrono l'ulteriore vantaggio di risparmiare prezioso spazio a terra, risultando in un'area di lavoro più efficiente rispetto ai robot industriali tradizionali. Ciò è particolarmente rilevante laddove lo spazio è limitato, soprattutto quando è necessario considerare anche lo spazio per la protezione del robot. I sistemi a portale consentono inoltre un maggiore accesso alle postazioni di lavoro. Per i produttori, concentrati sulla riduzione dei tempi di inattività 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 necessiterebbero di 6 gradi di libertà, è probabile che un sistema a portale risulti vantaggioso, soprattutto per la movimentazione di carichi pesanti su ampie aree di lavoro.