Integrazione motore-vite esterna, integrazione motore-vite non vincolata e integrazione motore-vite vincolata

I sistemi a vite senza fine e a ricircolo di sfere sono spesso azionati da un motore collegato in linea con l'albero della vite tramite un giunto. Sebbene questa configurazione di montaggio sia semplice e di facile manutenzione, l'aggiunta di un componente meccanico non rigido (il giunto) può introdurre torsione, gioco e isteresi, tutti fattori che influiscono sulla precisione e sulla ripetibilità del posizionamento. Il giunto, inoltre, aumenta la lunghezza, riduce la rigidità e incrementa l'inerzia del sistema. Un modo per eliminare questi potenziali problemi è quello di rimuovere il giunto esterno e integrare la vite direttamente nel motore.

I gruppi motore-vite integrati sono disponibili in varie configurazioni e modelli. Il motore può essere di tipo servo o passo-passo, e la vite può essere a ricircolo di sfere o a vite senza fine, sebbene le configurazioni più comuni prevedano l'abbinamento di una vite senza fine con un motore passo-passo o di una vite a ricircolo di sfere con un servomotore.

Integrazione esterna motore-vite

Uno dei design integrati più diffusi utilizza un motore con albero cavo e integra la vite senza fine direttamente nel motore. La vite è lavorata in modo che un'estremità si accoppi al foro cavo del motore, mentre l'altra estremità lavorata è fissata in modo permanente al foro del motore tramite saldatura o adesivo, oppure bloccata con un elemento di fissaggio. Il collegamento dell'albero della vite al foro del motore tramite un elemento di fissaggio consente di smontare i componenti per la manutenzione e permette di sostituire un singolo componente (anziché l'intero gruppo), ma questo metodo può anche comportare una perdita di allineamento e rigidità nel tempo.

Indipendentemente dal metodo utilizzato per collegare l'albero della vite al motore, questo tipo di integrazione motore-vite viene generalmente definito "esterno" perché il dado a ricircolo di sfere o la vite di comando rimangono esterni al motore. Come in una configurazione tradizionale motore-vite, la rotazione del motore fa girare la vite, che a sua volta fa avanzare il dado (e il carico) lungo l'albero della vite.

Sebbene le applicazioni con corse brevi e carichi leggeri possano talvolta funzionare senza supporti aggiuntivi per la vite (essenzialmente una configurazione fisso-libero) o senza guide lineari, la maggior parte delle applicazioni richiederà un supporto per l'estremità opposta della vite e l'uso di guide lineari per evitare carichi radiali sulla vite.

Integrazione motore-vite non vincolata

Nel metodo di integrazione non vincolato, il dado a ricircolo di sfere o a vite senza fine è integrato nel motore (o montato sulla superficie del motore) e non si muove lungo la vite. Invece, la rotazione della vite è impedita (tipicamente dal carico collegato) e, quando il motore e il dado ruotano, la vite si muove linearmente, avanti e indietro "attraverso" il gruppo motore-dado. In questa configurazione, il design non vincolato offre un migliore rapporto corsa/lunghezza totale, a condizione che il design consenta alla vite di estendersi oltre la parte posteriore del motore.

In alternativa, se la vite è fissa in modo da non potersi muovere, il gruppo diventa essenzialmente un sistema a dado condotto, in cui la rotazione del motore fa sì che il gruppo motore-dado si muova avanti e indietro lungo la vite fissa. Come un sistema a dado condotto convenzionale, questa configurazione consente velocità di traslazione più elevate, poiché le vibrazioni della vite sono quasi completamente eliminate. Permette inoltre di montare più combinazioni motore-dado sullo stesso albero della vite e di azionarle in modo indipendente.

Integrazione motore-vite prigioniera

Una variante della combinazione motore-vite descritta sopra è il design con dado vincolato. Come nel design senza dado vincolato, il dado è integrato direttamente nel motore, ma un albero scanalato è collegato alla vite, impedendone la rotazione e creando un movimento lineare quando il motore gira.

In questa configurazione, la vite si estende e si ritrae da un'estremità del gruppo e non è supportata. Il design con vite prigioniera è essenzialmente una versione più compatta dell'attuatore a stelo, il che lo rende più adatto ad applicazioni di spinta o pressione in cui il carico è guidato e non vi è alcuna forza radiale sulla vite.