L'automazione delle macchine è una parte molto importante dell'automazione industriale. L'automazione delle macchine si occupa di processi che significano vere e proprie attività produttive in tempi rapidi e precisi; come macchine riempitrici di bottiglie, macchine confezionatrici, etichettatrici, ecc. I processi che riguardano l'effettiva contabilità dei prodotti sono chiamati processi di automazione delle macchine.

Il controllo del movimento è quindi una parte importante dell'automazione delle macchine perché quando si controlla il movimento, si controlla direttamente e in modo continuo il movimento delle parti meccaniche. Il controllo delle parti meccaniche si traduce nella produzione accurata degli output desiderati. Il controllo del movimento è principalmente diviso in due categorie: lineare e rotativo.

Cos'è il movimento lineare?

Come suggerisce il nome, il movimento lineare è un'attività in cui una parte meccanica si muove in linea retta. Consideriamo ad esempio una macchina da taglio. Supponiamo che tu abbia delle torte al cioccolato nella tua fabbrica. In una linea di produzione, vuoi tagliare regolarmente le torte per realizzare pezzi più piccoli. Una taglierina sarà continuamente controllata per tagliare in direzione verticale. Questo è il movimento lineare.

Molti altri usi popolari sono motori lineari, guide, cuscinetti e attuatori. Diamo un'occhiata ai vari tipi di prodotti reali utilizzati nel movimento lineare, che ti aiuteranno a comprendere meglio il concetto.

Dispositivi di movimento lineare

Un attuatore è un dispositivo ad azionamento pneumatico che, quando alimentato dall'elettricità, sfrutta l'ingresso dell'aria per spingersi ed eseguire il compito. Quando viene tolta l'elettricità, interrompe l'ingresso dell'aria e si riporta nella sua posizione originale. Questa è la definizione più elementare di un attuatore.

Attuatore lineare

Un attuatore lineare, come suggerisce il nome, si muoverà in linea retta e svolgerà l'attività richiesta quando attivato. Quando si tratta di muoversi in linea retta, una cosa da considerare è il movimento dell'asse XY. L'attuatore può muoversi sia in direzione X che in direzione Y. Quindi, quando si progetta e si utilizza un attuatore lineare, è necessario tenere in considerazione questo fattore. Oltre a questi due, la direzione Z è disponibile anche in un attuatore lineare.

Quando si programma un attuatore lineare, è necessario sapere se è necessario muoverlo in un'unica direzione o in più direzioni contemporaneamente. Ciò è importante per determinare la robustezza meccanica, l'affidabilità e la precisione dell'attuatore. Gli attuatori lineari si muovono principalmente su un carrello o su una rotaia. Quindi, anche questo deve essere considerato a seconda dell'applicazione.

Attuatori con vite a ricircolo di sfere

Gli attuatori con vite a ricircolo di sfere lavorano su viti meccaniche tramite cuscinetti a ricircolo di sfere. La vite si muove continuamente in ricircolo, il che la aiuta a ruotare in direzione rettilinea in modo rapido ed efficiente.

L'intero gruppo scorre su un albero filettato e converte il movimento rotatorio in movimento lineare. Forniscono una coppia elevata e funzionano con un basso attrito. Ciò riduce i tempi di inattività e dissipa anche meno quantità di calore nel suo movimento.

Attuatori con trasmissione a cinghia

Gli attuatori con trasmissione a cinghia rappresentano un'altra innovazione nella tecnologia del movimento lineare. Funzionano come un sistema di nastri trasportatori, tramite una cinghia dentata collegata tra due pulegge circolari.

Quando vedi un nastro trasportatore come si muove linearmente tra due posizioni, questa tecnologia funziona allo stesso modo su un attuatore con trasmissione a cinghia. La trasmissione a cinghia è racchiusa all'interno di un corpo in alluminio con il carrello portante che scorre sulla parte superiore lungo i binari.

Fattori da considerare nel movimento lineare – Alcuni dei fattori importanti sono discussi di seguito.

Forza

Come discusso in precedenza, il movimento lineare può muoversi su un singolo asse o su più assi. L'oggetto può trasportare un carico o muoversi liberamente per eseguire un'altra attività.

In ogni caso, la forza è un fattore molto importante nella scelta del dispositivo giusto. In base al peso del carico (se presente) o alla velocità necessaria per raggiungere la destinazione, la forza gioca qui un ruolo molto importante. La forza può anche aiutare a determinare quanto attrito deve subire per eseguire tale compito.

Velocità

Il tempo gioca un ruolo molto importante nell’automazione delle macchine. Poiché stai producendo qualcosa, se il ritmo di produzione è più lento, la macchina non ha alcuna utilità. Quindi, la velocità combinata con la forza mostra la potenza con cui il dispositivo avrà bisogno per funzionare. Se è in grado di sopportare una buona quantità di peso, ma in cambio funziona lentamente, allora ostacolerà seriamente le attività produttive.

Inoltre, quando si considera la velocità, è necessario considerare due tempi: il tempo di accelerazione e il tempo di decelerazione. Se si supponga di dover decelerare rapidamente, allora detto dispositivo deve essere in grado di decelerare rapidamente senza alcun sobbalzo o perdita di attrito. Lo stesso vale per il tempo di accelerazione.

Fondamentalmente bisogna fare attenzione che il dispositivo non funzioni male con qualsiasi tempo impostato (anche se ogni macchina ha la sua limitazione nel tempo impostato, deve almeno funzionare correttamente nel suo intervallo dato).

Lunghezza della corsa

Quando lavori con attuatori lineari, devi sapere quanto lontano possono viaggiare. Ogni tipo di dispositivo di movimento lineare ha il proprio set di lunghezze di corsa. Maggiore è la lunghezza della corsa, maggiore è la flessibilità per giocare con la macchina.

Questo perché si ottiene una migliore portata del prodotto finale e si può ampiamente considerare di posizionare la macchina ad una certa distanza; in modo da avere più spazio per posizionare qualcos'altro.

Ciclo di lavoro

Quando si utilizza e si spegne continuamente un dispositivo di movimento lineare, anche questo ha una certa durata in termini di durata e robustezza. Quante volte al giorno o all'anno è possibile accarezzare la macchina senza intoppi, determina il ciclo di lavoro. Fondamentalmente, è la frequenza di funzionamento di una macchina.