Una delle necessità di base dell’automazione consiste nel muovere gli oggetti nello spazio. Può trattarsi di aprire o chiudere una porta, muovere un utensile, spostare un oggetto lungo una linea di assemblaggio, tanto per citare alcuni evidenti esempi.
Nel corso dei secoli, per non dire dei millenni, l’uomo si è ingegnato per capire come sfruttare fenomeni naturali (come la caduta di un grave, la forza del vento, il peso dell’acqua o la pressione di un liquido in ebollizione) per azionare meccanismi. Ma è solo a partire dai tempi della rivoluzione industriale che la tecnologia ha impresso una grande accelerazione al processo di automazione, trasformando le macchine da sporadiche curiosità, spesso più teoriche che pratiche, a veri e propri strumenti efficienti di produzione, sempre più diffusi. All’interno di questo processo evolutivo, i cilindri elettrici motorizzati hanno giocato un ruolo chiave.
Ma scopriamo più nel dettaglio cosa sono, a cosa servono e quali sono i vantaggi del loro utilizzo.
Dai cilindri pneumatici ai cilindri elettrici
Elemento centrale delle macchine, e cuore della loro capacità di operare, è a lungo stato il motore. Ma la trasmissione del moto da un unico motore ai vari componenti da muovere non è semplice, per cui nell’automazione di linea è presto invalso l’uso di sfruttare l’aria compressa (ottenuta mediante un motore elettrico) per azionare i vari cilindri pneumatici della macchina secondo le sequenze previste dal ciclo di lavoro.
Negli ultimi decenni la capacità di produrre, con costi limitati, motori via via più piccoli ha permesso di sostituire progressivamente i cilindri pneumatici con cilindri elettrici motorizzati.
Quali sono gli elementi fondamentali che costituiscono un cilindro elettrico?
Un cilindro elettrico è costituito semplicemente da:
- un motore,
- una vite rotante solidale con il rotore
- ed uno stelo che, guidato dal corpo del cilindro e ancorato alla vite mediante una chiocciola, non potendo ruotare scorre longitudinalmente.
Esistono diversi tipi di cilindri elettrici, che possono essere classificati in base alla tipologia e alla potenza del motore impiegato (in corrente continua, passo passo, brushless, per citare i più utilizzati), e secondo la retroazione con cui esso viene controllato (in anello aperto con soli sensori di posizione, o mediante encoder, resolver, riga ottica).
Altri aspetti fondamentali che differenziano i vari cilindri elettrici sono la taglia, la struttura (con motore in linea o rinviato, l’eventuale presenza di un freno per arresto d’emergenza), la tipologia di vite e di guida, le eventuali protezioni ed il corrispondente grado di resistenza agli agenti esterni (IP) o l’idoneità all’utilizzo in aree protette (Clean Room o ambienti a rischio deflagrazione), le predisposizioni per l’ancoraggio al resto della macchina e al corpo da muovere.
Come scegliere un cilindro elettrico?
Ai fini dell’identificazione del cilindro elettrico più idoneo ad ogni applicazione, resta infine determinante la scelta del tipo di logica con cui gestirlo, e quindi dell’unità di controllo in grado di operarne il motore, leggendo la retroazione dell’encoder (o di altro elemento, come già visto) secondo quanto richiesto dal dispositivo che sovraintende alla macchina (tipicamente un PLC) o, nei casi più semplici, in modo autonomo, interfacciandosi direttamente con un operatore mediante pulsanti o pannelli. Inoltre è determinante per la scelta del tipo di controllore l’eventuale necessità di interpolare il moto dell’attuatore con quello di altri organi della macchina.
Dal punto di vista dell’applicazione, nella scelta dei cilindri elettrici più adatti è bene tener conto:
- della massa da traslare,
- della corsa necessaria,
- delle velocità ed accelerazioni richieste,
- delle forze in gioco (nella direzione del moto o trasversali),
- dell’ambiente di lavoro,
- dello spazio a disposizione
- e della vita attesa dell’apparecchiatura.
La IAI, primo produttore al mondo di cilindri elettrici per automazione industriale, offre una gamma di prodotti estremamente ampia, differenziando le tipologie di attuatori in base a quasi tutti i criteri citati, in un’ampia serie di cataloghi che coprono decine di migliaia di modelli diversi, nel tentativo di poter proporre per ogni applicazione (nell’ambito dei carichi medio leggeri) il giusto prodotto, riconducibile ad una ridotta serie di unità di controllo che ne standardizzino la gestione.
Gli uffici tecnico e commerciale di Sinta sono sempre disponibili per supportarti nell’identificazione del giusto prodotto per ogni applicazione. Contattaci.