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Sistemi a portale: la soluzione perfetta per carichi pesanti e aree di lavoro più grandi

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Manutenzione, integrazione, involucro di lavoro efficiente.

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L'automazione nell'industria manifatturiera continua a crescere nella domanda e può essere applicata a quasi tutte le applicazioni, dalla lavorazione, all'assemblaggio, all'ispezione e all'imballaggio. Gantry e robot industriali a 6 assi sono ampiamente utilizzati per ottenere l'automazione per applicazioni come la pallettizzazione, lo smistamento e il pick & place, per citarne solo alcune. Quando si specifica un gantry o un robot, bisogna considerare il compito richiesto e il carico utile, le pinze che saranno collegate al sistema, la distanza e le velocità richieste.

Per molte applicazioni, un sistema a portale guidato dal movimento lineare può svolgere gli stessi compiti di un robot industriale, ma con un costo inferiore e una maggiore flessibilità. Infatti, quando il compito comporta lo spostamento di prodotti pesanti e di forma scomoda su una grande distanza, un sistema a portale è senza dubbio la soluzione migliore. Spieghiamo i vantaggi dei sistemi a portale.

Area di lavoro più grande

Un vantaggio chiave dei sistemi a portale è che hanno la capacità di sollevare carichi più alti su una distanza maggiore. Un gantry quadrato di 3 metri, per esempio, può posizionare un carico utile di 100 kg in qualsiasi punto di quell'area 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 è esteso lontano dal robot, il carico utile si ridurrà quanto più si estende dall'asse centrale. Per esempio, il carico utile si riduce di circa il 50% quando il raggio d'azione orizzontale è esteso a soli 0,5 metri con un tipico robot a 6 assi. Un robot di grandi dimensioni è quindi necessario per un piccolo carico utile che sposta una distanza maggiore. Man mano che l'area di lavoro cresce in dimensioni, il vantaggio di costo del gantry aumenta.

Evidenziando i vantaggi di un gantry in un'area di lavoro più ampia, FUYUMotion fornisce una gamma di soluzioni a portale lineare per sollevare i pallet. Ogni 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 che va da 1 metro fino a 3,9 metri, questi sistemi sono in grado di prelevare e posizionare su una vasta area, dimostrando l'idoneità dei carriponte per lavorare in aree di lavoro più ampie. FUYUMotion offre una gamma di carriponte - da un carico utile leggero, ad alta velocità a un carico utile pesante, c'è una soluzione per soddisfare le esigenze delle applicazioni del cliente.

Carichi più grandi

L'esperto di movimento lineare FUYUMotion ha recentemente installato un sistema a portale lineare a cremagliera nel proprio stabilimento per fornire un impianto di immersione di finitura chimica a più stazioni. Basata su un carico utile complessivo di 100 kg con una velocità nominale di 0,5 m/s, questa soluzione fornisce una lunga corsa dell'asse x di 2.000 mm. L'applicazione è idealmente adatta a un sistema a portale poiché deve sollevare e caricare slitte di 2 metri in 4 vasche di immersione separate. Vengono utilizzate due teste per fornire stabilità nella manovra delle lunghezze di 2 metri; una forma e una dimensione impegnative che non si prestano a un robot. La guida lineare pesante con la sua vasta gamma di cuscinetti in alluminio e guide lineari è l'ideale per questa applicazione, e l'ambito di fornitura FUYU comprende tutti gli elementi meccanici come gambe, travi XZ, slitte, cuscinetti, cremagliera e pignone, trasmissioni a cinghia e catena a cavo, su misura per le singole esigenze del cliente.

Adattabilità e flessibilità

In alcuni casi, l'area di lavoro deve aumentare dopo che il sistema è stato operativo per qualche tempo e uno dei vantaggi chiave di un sistema gantry è che la lunghezza può essere estesa per aumentare la flessibilità o per rendere sicure le installazioni esistenti. La necessità di aumentare la produzione pone una domanda extra sui sistemi esistenti e piuttosto che investire in un gantry aggiuntivo, la preferenza è spesso di estendere se possibile. Altre ragioni per avere bisogno di un'estensione potrebbero essere dovute al cambiamento del processo o dell'applicazione.

Con un sistema a portale, aumentare il raggio d'azione orizzontale da 2 m a 4 m, per esempio, è un processo relativamente semplice che richiede solo un singolo asse da estendere per aumentare la lunghezza della corsa. Tutti gli altri elementi del gantry rimangono gli stessi, con una sola trave interessata, rendendo questa soluzione semplice e conveniente.

Uno dei clienti FUYU Motion ha richiesto una corsa verticale aggiuntiva dopo che il sistema era stato costruito. FUYU è stata in grado di fornire una sostituzione solo per la trave dell'asse Z, che ha esteso la corsa come richiesto. Il resto del sistema è rimasto invariato, dimostrando la flessibilità della soluzione FUYU. Un robot industriale nella stessa situazione avrebbe probabilmente richiesto una sostituzione completa.

Anche se è possibile acquistare robot che hanno assi estesi per consentire uno sbraccio più lungo, questo influisce sul carico utile del robot, quindi estendere un asse non è sempre la soluzione migliore. Nella maggior parte dei casi, per estendere il raggio d'azione di un robot e mantenere lo stesso carico utile, il cliente dovrebbe passare al robot di taglia successiva, sostenendo un costo significativamente maggiore.

Tecnologia delle guide di posizionamento

Per la massima efficienza, qualsiasi installazione di sistema deve offrire bassi costi di manutenzione. Questo è particolarmente importante per le applicazioni ad alto carico, che coprono lunghe distanze con carichi pesanti. I sistemi che possono fornire un funzionamento continuo, senza la necessità di essere fermati regolarmente per la manutenzione ordinaria come la rilubrificazione, sono molto apprezzati dai progettisti e dagli ingegneri di produzione.

I sistemi a portale FUYU si basano sulla tecnologia delle guide di posizionamento di precisione. Il sistema a guida lineare ha un'azione pulente unica che espelle i detriti, rendendolo particolarmente performante negli ambienti industriali difficili in cui i gantry sono spesso utilizzati. 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 della slitta e del 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 incide troppo sul tempo di produzione. Tutti i cuscinetti usati nei carrelli a portale sono del tipo rimovibile e possono essere smontati dal carrello senza la necessità di rimuovere il carrello dall'estremità dell'asse. Questo significa che l'intero processo è molto veloce e può essere realizzato con un tempo di inattività minimo. In condizioni di lubrificazione, non c'è nemmeno bisogno di cambiare la guida. Cambiare i cuscinetti e i pignoni è relativamente semplice e può essere fatto facilmente dal team di manutenzione interno del cliente. Le soluzioni integrate nel robot devono in genere essere riparate da uno specialista, il che comporta non solo un costo aggiuntivo, ma anche ulteriori disagi.

Integrazione

Produrre nuovi prodotti su una linea di assemblaggio esistente è una sfida frequente che i clienti affrontano 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 da integrare in un sistema esistente. Un sistema a portale, invece, è più semplice e conveniente da integrare. Molte soluzioni di macchine esistenti sono guidate da semplici controlli PLC e possono rivelarsi impegnative e costose per integrare i complessi sistemi di controllo di un robot a 6 assi. Al contrario, un sistema gantry a 3 assi spesso si accoppia con il controller esistente e può essere completamente integrato nelle funzioni della macchina esistente.

Involucro di lavoro efficiente

Dato che i gantry sono montati sopra la testa, o a volte sotto l'area di lavoro, offrono l'ulteriore vantaggio di risparmiare spazio prezioso sul pavimento, risultando in un'area di lavoro più efficiente rispetto al robot industriale tradizionale. Dove lo spazio è un premio, questo è particolarmente rilevante, soprattutto quando si deve considerare anche lo spazio per la protezione del robot. I carriponte permettono anche un maggiore accesso alle postazioni di lavoro. Con i produttori concentrati sulla riduzione dei tempi morti per massimizzare la produttività, la capacità di accedere rapidamente alle postazioni di lavoro è un chiaro vantaggio.

Riassumendo, se l'applicazione non richiede un movimento complesso che richiederebbe i 6 gradi di libertà, c'è una buona possibilità che un gantry possa essere vantaggioso, in particolare quando si maneggiano carichi pesanti in aree di lavoro più grandi.