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Analisi delle strategie di serraggio per i servocacciaviti

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Strategie di serraggio per servoavvitatori, avvitatore elettrico con controllo di coppia, avvitatore con controllo di coppia

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Nella produzione industriale, la qualità del serraggio di viti e bulloni determina direttamente l'affidabilità del prodotto. Poiché i processi di serraggio variano in modo significativo tra i diversi prodotti, i servoavvitatori devono supportare più strategie di serraggio per soddisfare i diversi requisiti di fissaggio. Anche solo con la coppia e l'angolo come parametri, si possono formare tre strategie: "Coppia più angolo", "Coppia o angolo" e "Coppia e angolo" La loro logica di controllo e gli scenari applicabili differiscono notevolmente. Questo articolo fornisce un'analisi approfondita di queste tre strategie.

Prima di descrivere nel dettaglio le strategie, è essenziale chiarire la relazione tra coppia/angolo e forza di serraggio. La forza di serraggio è l'obiettivo finale del fissaggio dei bulloni, ma non può essere misurata direttamente, bensì dedotta indirettamente attraverso la coppia e l'angolo.

Coppia: La forza di rotazione applicata al bullone. Una coppia più elevata aumenta generalmente la forza di serraggio, ma è fortemente influenzata dall'attrito (ad esempio, olio sulle superfici della vite, detriti nei fori filettati).

Angolo: La rotazione durante il serraggio. Con specifiche filettature fisse, l'angolo è direttamente correlato alla "profondità di inserimento" del bullone, offrendo un riflesso più accurato delle variazioni della forza di serraggio.

L'essenza di un servoavvitatore consiste nel controllare indirettamente la forza di serraggio preimpostando le regole "coppia-angolo", confrontando i dati dei sensori in tempo reale con le soglie e attivando un comando di arresto. La differenza fondamentale tra le tre strategie sta nel modo in cui valutano logicamente la "soglia di coppia" e la "soglia di angolo"

(1) Coppia più angolo: Eliminare l'interferenza dell'attrito tramite il controllo a due stadi
"Coppia più angolo" è una strategia a due fasi con la logica: "Prima garantire il contatto, poi controllare con precisione la forza di serraggio"

Fase 1 (pre-serraggio): Il servocacciavite funziona in modalità di controllo della coppia fino al raggiungimento della coppia preimpostata, quindi passa al controllo dell'angolo. In questo modo si eliminano gli spazi vuoti nelle superfici di contatto (ad esempio, il rimbalzo della guarnizione, le tolleranze di montaggio) per garantire un contatto completo con il pezzo.

Fase 2 (serraggio finale): L'avvitatore passa al controllo angolare, ruotando di un angolo prestabilito indipendentemente dalle variazioni di coppia e fermandosi una volta raggiunto l'angolo.

Poiché l'angolo finale corrisponde direttamente all'allungamento del bullone, questa strategia evita gli errori dovuti all'attrito e fornisce una forza di serraggio di alta precisione. È adatta alle applicazioni che richiedono una forza di serraggio uniforme, come i bulloni dei telai automobilistici o i giunti critici dei motori, dove la variabilità dell'attrito è il principale rischio per la qualità.

(2) Coppia o angolo: L'uno o l'altro parametro determina l'arresto: ideale per i pezzi a bassa coerenza
"Coppia o angolo" è una strategia di tolleranza ai guasti: "Arresto immediato quando la coppia o l'angolo raggiungono la soglia"

Gli operatori impostano la coppia e l'angolo target. Se la resistenza dell'assemblaggio è bassa (ad esempio, foro sovradimensionato), si può raggiungere prima l'angolo; se la resistenza è alta (ad esempio, foro sottodimensionato), si può raggiungere prima la coppia. In entrambi i casi, il processo si arresta, evitando un serraggio eccessivo e la rottura del pezzo.

Questa logica a doppia soglia, con innesco o meno, riduce i rischi del controllo a singolo parametro, rendendolo adatto a parti con elevata variabilità, come l'assemblaggio di elettrodomestici in cui le posizioni dei fori in plastica differiscono da un lotto all'altro.

(3) Coppia e angolo: Entrambi devono raggiungere le soglie - elimina i falsi serraggi
il sistema "Coppia e angolo" richiede che "entrambi i parametri raggiungano le loro soglie prima di fermarsi - nessuno dei due può mancare"

Se la coppia viene raggiunta ma l'angolo è insufficiente, l'avvitatore continua finché l'angolo non viene raggiunto; viceversa. Il passaggio finale richiede comunque che entrambi i valori rientrino nelle specifiche. Questa doppia convalida elimina efficacemente i falsi serraggi, fondamentali per i componenti ad alta sicurezza o per quelli aerospaziali/medicali, dove un singolo giunto allentato potrebbe causare guasti catastrofici.

Per i produttori, la scelta della strategia corretta non solo aumenta la qualità del prodotto, ma riduce anche i costi post-vendita. Poiché i settori delle nuove energie, aerospaziale e altri richiedono una qualità di fissaggio sempre più elevata, l'applicazione raffinata di strategie avanzate diventerà una tendenza del settore.