Robot o unità lineare?

Quando l'applicazione decide

Una tecnologia di automazione efficace sta diventando sempre più un fattore competitivo decisivo. Per risolvere i compiti di movimentazione, è possibile scegliere tra robot e sistemi lineari. IEF-Werner offre sistemi lineari ad alte prestazioni con i quali le aziende possono soddisfare in modo ottimale anche requisiti molto speciali. Quale soluzione sia più economica dipende dalla singola applicazione. Ma cosa bisogna considerare?

Le aziende manifatturiere si affidano all'automazione per un assemblaggio e una movimentazione efficienti ed economici. I robot industriali hanno dimostrato di essere un aiuto affidabile in molte applicazioni. "Ma non sempre sono la scelta giusta", afferma Thomas Hettich, Product Manager di IEF-Werner. "Ci sono applicazioni in cui i costosi robot possono fare molto di più di quanto sia effettivamente richiesto. E allora il rapporto prezzo-prestazioni non è più adeguato". I sistemi di posizionamento realizzati con unità lineari standardizzate possono essere un'alternativa molto più economica" Lo specialista dell'automazione di Furtwangen, nella Foresta Nera, sviluppa soluzioni di posizionamento personalizzate per i suoi clienti, da semplici unità lineari a sistemi multiasse completamente assemblati in varie dimensioni, con azionamenti a mandrino, azionamenti diretti o assi a cinghia dentata, a seconda dell'applicazione. "Offriamo sia le soluzioni adeguate che la competenza di processo", promette Hettich. Per un'automazione efficace, ogni soluzione ha il suo posto sul mercato. L'unica domanda da porsi è: quale tecnologia è più economica per quale applicazione?

"Per un massimo di due assi, una guida lineare è generalmente la scelta migliore", afferma Hettich. Le due soluzioni possono essere confrontate solo se devono mappare uno spazio tridimensionale, ovvero se si utilizza una combinazione di almeno tre assi o un robot. È quindi necessario definire i requisiti che il sistema deve soddisfare, ad esempio in termini di velocità, dinamica, carico da spostare o lunghezza del percorso. "Le guide lineari vengono sempre utilizzate quando è richiesta un'elevata precisione di posizionamento o movimenti rapidi e precisi lungo un percorso, oppure quando è necessario spostare componenti pesanti", spiega l'esperto IEF Hettich.

Quando è necessario essere precisi

Le guide lineari offrono la stessa rigidità in ogni posizione, indipendentemente dal peso del carico. Questo perché la distanza tra l'asse e la guida destra e sinistra è la stessa ovunque, a differenza di un robot. Maggiore è la distanza tra la pinza e l'asse di rotazione, più frequentemente si verificano vibrazioni, a scapito della precisione. Anche il peso del componente da manipolare ha un effetto negativo. "Con un robot, ho la possibilità di posizionarlo di conseguenza. Tuttavia, questo può limitare la sua libertà o comportare altri svantaggi", spiega Hettich. Ad esempio, un cliente aveva inizialmente previsto un robot per una particolare applicazione. Tuttavia, a causa delle distanze di spostamento e dei componenti, questo doveva essere dimensionato di conseguenza, il che avrebbe avuto un impatto sulla dinamica. Per soddisfare la precisione richiesta, i prodotti avrebbero dovuto essere disposti in cerchio intorno al robot. Ciò avrebbe richiesto molto più spazio. Un robot non sarebbe stato quindi economico e i costi per le dimensioni e l'ingombro richiesti sarebbero stati sproporzionatamente alti per il cliente. Alla fine ha optato per un sistema lineare. "Gli assi lineari con trasmissione a cinghia dentata o a cremagliera possono coprire corse molto ampie e quindi spostarsi rapidamente e senza sforzo tra le diverse stazioni di lavorazione. Un sistema lineare offre quindi notevoli vantaggi, soprattutto in caso di grandi spazi di installazione".

Semplice o complesso?

"Quando si tratta di risolvere compiti di movimentazione semplici e i requisiti sono orientati alla velocità, alla dinamica e alla precisione, di solito consigliamo un sistema lineare", spiega Hettich. Rispetto ai robot, spesso sono molto più compatti. IEF-Werner è in grado di combinare diverse tecnologie di azionamento. A seconda dei requisiti, vengono utilizzati azionamenti a mandrino, diretti o a cinghia dentata.

I robot, invece, sono adatti per applicazioni complesse. Un robot articolato classico ha molti più gradi di libertà. Ciò significa che può realizzare anche movimenti rotatori e girevoli. Ciò significa che più opzioni di movimento sono richieste dall'applicazione, più il pendolo oscilla nella direzione del robot. Inoltre, può essere posizionato in modo flessibile e non richiede una struttura complessa.

Ci sono anche casi in cui vale la pena combinare tecnologia lineare e robotica", afferma Hettich. Questo può aumentare significativamente l'efficienza nell'assemblaggio e nella movimentazione dei materiali: Ad esempio, un robot può essere montato su un'unità lineare per spostarsi da una stazione di produzione all'altra. L'asse lineare aumenta così in modo significativo la portata del robot.

Controllo sicuro

"I sistemi lineari e i robot possono essere controllati in modo diverso", riferisce Michael Reißle, sviluppatore di software per i sistemi presso IEF-Werner. Mentre i robot hanno un proprio linguaggio, il componente principale di un sistema lineare è un controllore logico programmabile (PLC). Il lavoro di programmazione per entrambi i sistemi è molto simile, afferma Reißle. La programmazione dei robot si concentra spesso su compiti specifici. Può richiedere molto tempo, ma di solito richiede strutture di programmazione meno complesse. La programmazione dei PLC, invece, è più flessibile e più complessa in termini di controllo e monitoraggio dei processi e di registrazione dei dati di processo.

Con un sistema lineare, inoltre, l'utente è più al sicuro per quanto riguarda la manutenzione. Questo perché l'automazione è sottoposta a molte sollecitazioni, soprattutto nelle applicazioni che prevedono quantità enormi e produzioni elevate. "Con milioni di cicli, a un certo punto un robot deve tornare dal produttore per una revisione, poiché i componenti sono installati nell'alloggiamento e di solito sono difficilmente accessibili", spiega Hettich. Con un asse, le riparazioni possono di solito essere eseguite internamente. Questo è un vantaggio significativo in termini di costi". Le unità lineari sono costituite da vari pezzi singoli, come rinvii, ingranaggi planetari o elementi di guida, che possono essere sostituiti facilmente se necessario. "Abbiamo realizzato per i nostri clienti molte applicazioni che funzionano da anni e persino da decenni", riferisce l'esperto IEF.

"Robot o sistema lineare? La domanda non è sempre facile da rispondere e varia da caso a caso", riassume Hettich. "Siamo a disposizione per consigliare i nostri clienti. Se sono necessari più di tre assi e movimenti come la rotazione o l'orientamento, consigliamo anche un robot se l'applicazione lo richiede. In definitiva, l'importante è che i nostri clienti ricevano un'automazione ottimizzata per loro"