La richiesta di automazione nel settore manifatturiero continua a crescere e può essere applicata a quasi tutte le applicazioni, dalla lavorazione, all'assemblaggio, all'ispezione fino all'imballaggio. I portali e i robot industriali a 6 assi sono ampiamente utilizzati per ottenere l'automazione di applicazioni quali la pallettizzazione, lo smistamento e il pick & place, per citarne solo alcune. Quando si specifica un portale o un robot, è necessario tenere in considerazione l'attività e il carico utile richiesti, le pinze che verranno collegate al sistema, nonché la distanza e le velocità richieste.

Per molte applicazioni, un sistema a portale guidato dal movimento lineare può svolgere le stesse attività di un robot industriale comportando costi inferiori e offrendo una maggiore flessibilità. Infatti, quando il compito prevede lo spostamento di prodotti pesanti e dalla forma scomoda su una lunga distanza, un sistema a portale è senza dubbio la soluzione migliore. Spieghiamo i vantaggi dei sistemi a portale.

Area di lavoro più ampia

Un vantaggio chiave dei sistemi a portale è che hanno la capacità di sollevare carichi più elevati su una distanza maggiore. Un portale di 3 metri quadrati, ad esempio, può posizionare un carico utile di circa 100 kg ovunque all'interno di un ingombro di 3 metri su entrambi gli assi. Al contrario, un robot industriale ha una capacità limitata in termini di momento di carico e quando il carico si allontana dal robot, il carico utile si ridurrà man mano che si estende dall’asse centrale. Ad esempio, il carico utile si ridurrà di circa il 50% quando la portata orizzontale viene estesa a soli 0,5 metri con un tipico robot a 6 assi. È quindi necessario un robot di dimensioni considerevoli per un piccolo carico utile che si muove su una distanza maggiore. All'aumentare delle dimensioni dell'area di lavoro, aumenta il vantaggio in termini di costi del portale.

Evidenziando i vantaggi di un portale in un'area di lavoro più ampia, FUYUMotion fornisce una gamma di soluzioni di portale lineare per sollevare i pallet. Ciascun portale ha un carico utile di 100 kg, con l'asse X che si muove a una velocità di 1,5 m/s, l'asse Z che si muove a 0,5 m/s e l'asse Z che fornisce una corsa di 2 metri. Con una lunghezza compresa tra 1 metro e 3,9 metri, questi sistemi prelevano e posizionano su un'ampia area, dimostrando l'idoneità dei portali a lavorare in aree di lavoro più grandi. FUYUMotion offre una gamma di portali: da un carico utile leggero, ad alta velocità a un carico utile pesante, esiste una soluzione per soddisfare i requisiti delle applicazioni del cliente.

Carichi maggiori

L'esperto di movimento lineare FUYUMotion ha recentemente installato un sistema a portale lineare azionato da cremagliera nella propria fabbrica per fornire un impianto di immersione per finitura chimica multistazione. Basata su un carico utile complessivo di 100 kg con una velocità nominale di 0,5 m/s, questa soluzione fornisce una corsa dell'asse x lunga di 2.000 mm. L'applicazione è ideale per un sistema a portale poiché deve sollevare e caricare vetrini da 2 metri in 4 vasche di immersione separate. Due teste vengono utilizzate per fornire stabilità durante le manovre su lunghezze di 2 metri; una forma e una dimensione impegnativa che non si presta a un robot. La guida lineare per carichi pesanti con la sua vasta gamma di cuscinetti in alluminio e guide lineari è ideale per questa applicazione e l'ambito di fornitura di FUYU comprende tutti gli elementi meccanici come gambe, travi XZ, slitta, cuscinetti, cremagliera e pignone, trasmissioni a cinghia e catena portacavi , adattato alle esigenze individuali di un cliente.

Adattabilità e flessibilità

In alcuni casi, l'area di lavoro deve aumentare dopo che il sistema è operativo per un certo periodo e uno dei principali vantaggi di un sistema a portale è che la lunghezza può essere estesa per aumentare la flessibilità o rendere le installazioni esistenti a prova di futuro. La necessità di aumentare la produzione aumenta la domanda sui sistemi esistenti e, piuttosto che investire in ulteriori portali, si preferisce spesso estenderli, se possibile. Altri motivi per cui è necessaria un'estensione potrebbero essere dovuti alla modifica del processo o dell'applicazione.

Con un sistema a portale, aumentare la portata orizzontale da 2 a 4 m, ad esempio, è un processo relativamente semplice che richiede l'estensione di un solo asse per aumentare la lunghezza della corsa. Tutti gli altri elementi del portale rimangono gli stessi 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 solo per la trave dell'asse Z, estendendone la corsa come richiesto. Il resto del sistema è rimasto invariato, dimostrando la flessibilità della soluzione FUYU. Un robot industriale nella stessa situazione richiederebbe probabilmente una sostituzione completa.

Sebbene sia possibile acquistare robot dotati di assi estesi per consentire una portata maggiore, ciò influisce sul carico utile del robot, pertanto l'estensione di un asse non è sempre la soluzione migliore. Nella maggior parte dei casi, per estendere la portata di un robot e mantenere lo stesso carico utile, il cliente dovrebbe passare al robot di dimensione successiva, sostenendo costi notevolmente maggiori.

Tecnologia della guida di posizionamento

Per la massima efficienza, qualsiasi installazione di sistema deve offrire bassi costi di manutenzione continua. Ciò è particolarmente rilevante per le applicazioni ad alto carico, che coprono lunghe distanze con carichi pesanti. I sistemi in grado di garantire un funzionamento continuo, senza la necessità di essere regolarmente fermati 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 ha un'azione di pulizia unica che espelle i detriti, rendendolo particolarmente efficace negli ambienti industriali difficili in cui vengono spesso utilizzati i portali. Il diametro esterno del cuscinetto viaggia 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. A causa della geometria dell'interfaccia tra slitta e 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 vuole sapere che il processo è semplice e non inciderà troppo 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 ottenuto con tempi di inattività minimi. In condizioni lubrificate, inoltre, non è necessario cambiare 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 con robot in genere devono essere riparate da uno specialista, il che comporta non solo costi aggiuntivi ma anche ulteriori disagi.

Integrazione

La produzione di nuovi prodotti su una catena di montaggio esistente è una sfida frequente che i clienti devono affrontare e spesso va di pari passo con il desiderio di integrare un portale automatizzato o un robot 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 guidate tramite semplici controlli PLC e può rivelarsi impegnativo e costoso integrare i complessi sistemi di controllo di un robot a 6 assi. Al contrario, un sistema a portale a 3 assi spesso si accoppierà con il controller esistente e potrà essere completamente integrato nelle funzioni della macchina esistente.

Busta di lavoro efficiente

Poiché i portali sono montati sopra, o talvolta sotto l'area di lavoro, offrono l'ulteriore vantaggio di risparmiare spazio prezioso, risultando in un'area di lavoro più efficiente rispetto al tradizionale robot industriale. Laddove lo spazio è un fattore importante, ciò è particolarmente rilevante, soprattutto quando è necessario considerare anche lo spazio per la protezione del robot. I portali consentono inoltre un maggiore accesso alle postazioni di lavoro. Considerato che i produttori si concentrano 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 richiederebbero 6 gradi di libertà, ci sono buone probabilità che un portale possa essere vantaggioso, in particolare quando si movimentano carichi pesanti su aree di lavoro più ampie.