L'automazione delle macchine è una parte molto importante dell'automazione industriale. L'automazione delle macchine riguarda processi che implicano reali attività di produzione in tempi rapidi e precisi, come riempitrici, confezionatrici, etichettatrici, ecc. I processi che si occupano dell'effettiva contabilizzazione 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 dei risultati desiderati. Il controllo del movimento si divide principalmente in due categorie: lineare e rotativo.

Che cosa è il moto lineare?

Come suggerisce il nome, il movimento lineare è un'attività in cui un componente meccanico si muove in linea retta. Ad esempio, consideriamo una macchina da taglio. Supponiamo che nella vostra fabbrica vengano prodotte torte al cioccolato. In una linea di produzione, si desidera tagliare regolarmente le torte per ottenere pezzi più piccoli. Una macchina da taglio sarà costantemente controllata per tagliare in direzione verticale. Questo è il movimento lineare.

Altri utilizzi comuni sono motori lineari, guide, cuscinetti e attuatori. Diamo un'occhiata ai vari tipi di prodotti reali utilizzati nel movimento lineare, che vi aiuteranno a comprendere meglio il concetto.

Dispositivi di movimento lineare

Un attuatore è un dispositivo azionato pneumaticamente che, quando alimentato elettricamente, sfrutta l'ingresso dell'aria per spingersi e svolgere il compito. Quando l'elettricità viene interrotta, interrompe l'ingresso dell'aria e torna nella posizione originale. Questa è la definizione più elementare di attuatore.

Attuatore lineare

Un attuatore lineare, come suggerisce il nome, si muove in linea retta ed esegue l'attività richiesta quando viene attivato. Quando si tratta di movimento in linea retta, un aspetto da considerare è il movimento lungo l'asse XY. L'attuatore può muoversi sia in direzione X che in direzione Y. Pertanto, quando si progetta e si utilizza un attuatore lineare, è necessario tenere conto di questo fattore. Oltre a questi due, un attuatore lineare può anche muoversi in direzione Z.

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

Attuatori a vite a sfere

Gli attuatori a vite a sfere funzionano su viti meccaniche tramite cuscinetti a ricircolo di sfere. La vite si muove in continuo ricircolo, il che le consente di ruotare in direzione rettilinea in modo rapido ed efficiente.

L'intero gruppo si muove su un albero filettato e converte il moto rotatorio in moto lineare. Forniscono un'elevata coppia e lavorano a basso attrito. Questo riduce i tempi di fermo e dissipa meno calore durante il movimento.

Attuatori a cinghia

Gli attuatori a cinghia sono un'altra innovazione nella tecnologia del movimento lineare. Funzionano come un sistema a nastro trasportatore, tramite una cinghia dentata collegata tra due pulegge circolari.

Quando si osserva un nastro trasportatore mentre si muove linearmente tra due posizioni, questa tecnologia funziona allo stesso modo su un attuatore a cinghia. La trasmissione a cinghia è racchiusa in un corpo in alluminio con il carrello portante che scorre sulla parte superiore lungo delle rotaie.

Fattori da considerare nel movimento lineare: di seguito vengono discussi alcuni dei fattori importanti.

Forza

Come discusso in precedenza, il movimento lineare può muoversi lungo 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 un ruolo fondamentale. La forza può anche aiutare a determinare l'attrito necessario per eseguire il compito.

Velocità

Il tempo gioca un ruolo molto importante nell'automazione delle macchine. Poiché si sta producendo qualcosa, se il ritmo di produzione è lento, la macchina non ha alcuna utilità. Quindi, la velocità combinata con la forza indica la potenza necessaria al dispositivo per funzionare. Se è in grado di gestire una notevole quantità di peso, ma in cambio funziona lentamente, 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 suppone che sia necessario decelerare rapidamente, il dispositivo in questione deve essere in grado di decelerare rapidamente senza strappi o perdite di attrito. Lo stesso vale per il tempo di accelerazione.

Fondamentalmente, bisogna fare attenzione che il dispositivo non funzioni male con un qualsiasi intervallo di tempo impostato (anche se ogni macchina ha i suoi limiti nell'intervallo di tempo impostato, deve almeno funzionare correttamente nell'intervallo assegnato).

Lunghezza del tratto

Quando si lavora con attuatori lineari, è fondamentale conoscere la loro corsa massima. Ogni tipo di dispositivo di movimento lineare ha un proprio set di lunghezze di corsa. Maggiore è la lunghezza della corsa, maggiore è la flessibilità di utilizzo della macchina.

Questo perché si ottiene una migliore portata del prodotto finale e si può valutare di posizionare la macchina a una certa distanza, in modo da avere più spazio a disposizione per posizionare altro.

Ciclo di lavoro

Anche un dispositivo di movimento lineare utilizzato in modo continuativo, a intermittenza, ha una certa durata in termini di durata e robustezza. Il numero di volte al giorno o all'anno in cui è possibile azionare la macchina senza intoppi determina il ciclo di lavoro. In pratica, è la frequenza di funzionamento di una macchina.