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Meno difetti e ROI migliorato nello stampaggio di metallo con la tecnologia ad azionamento diretto

24 Gen 2022
Esperti di Kollmorgen

Rispetto alle presse meccaniche e idrauliche, le presse meccaniche servoassistite per lo stampaggio di metallo utilizzano motori brushless a coppia elevata per ottenere stampaggi più complessi a velocità superiori. Il tipo di motori utilizzati, sistemi tradizionali a ingranaggi o con trasmissione a catena oppure motori ad azionamento diretto, può però influire moltissimo sul prodotto finale.

Le moderne macchine da stampaggio sono dispositivi estremamente sofisticati e possono essere piuttosto costose. Queste macchine consentono ai produttori di creare forme precise e spesso complesse pur mantenendo livelli elevati di rendimento e produttività. Tuttavia, questi elevati livelli di rendimento e produttività possono rappresentare un problema: un volume di produzione maggiore significa che è più difficile ispezionare ogni singolo pezzo e individuare eventuali difetti.

Per parti grezze come tazze e lattine di metallo o componenti automobilistici, la finitura sul prodotto è secondaria rispetto alla funzione. Ma per componenti finiti come elementi metallici decorativi su piani cottura o lavastoviglie, come pannelli di controllo o sportelli, la macchina stampatrice deve realizzare prodotti privi di errori.

In un sistema di alimentazione progressivo, i limiti meccanici di un motore con riduttore di tipo tradizionale causano vibrazioni che si ripercuotono sulla finitura finale del prodotto. Le applicazioni tradizionali utilizzano servomotori con riduttore sovradimensionati per adattarsi all'inerzia di rulli di grandi dimensioni. Questo sistema è soggetto ad elevati costi di manutenzione, limita i tempi di posizionamento e il rendimento, ha una minor densità di potenza ed è meno preciso. L'uso di un motore ad azionamento diretto nelle macchine da stampaggio di prossima generazione può aumentare la velocità e ottimizzare la corsa, con meno pezzi e molte meno vibrazioni nell'intero processo.

Meno pezzi e meno vibrazioni con l'azionamento diretto

I motori ad azionamento diretto permettono ai costruttori di macchinari di utilizzare motori più piccoli con una retroazione ad alta risoluzione che si accoppia direttamente al carico. In questo modo non occorre più una trasmissione meccanica, come ad esempio un riduttore, che rappresenta il punto dove tipicamente entrano in gioco le vibrazioni che influiscono sul processo produttivo. Ne consegue un funzionamento silenzioso e dinamico con una durata prolungata del sistema. 

Un motore ad azionamento diretto protegge inoltre il sistema da una coppia di reazione eccessiva e riduce l'inerzia eliminando il riduttore e altri componenti di trasmissione correlati. Durante la realizzazione di pezzi stampati finiti questo aiuta a sua volta a ridurre al minimo vibrazioni e interruzioni che potrebbero causare difetti, assicurando una produzione più rapida.

Meno componenti, prestazioni migliori

Ridurre le vibrazioni nel processo di stampaggio è il beneficio principale quando si sceglie un motore ad azionamento diretto, ma si aggiungono anche altri vantaggi complementari rispetto ad un servomotore rotativo tradizionale: affidabilità, dimensioni, potenza, velocità e ROI.

Eliminando ingranaggi, pulegge, guarnizioni, cuscinetti e altri componenti, si riduce il numero di pezzi che necessitano di manutenzione e riparazione. L'accoppiamento diretto al carico migliora inoltre l'accuratezza di posizione, velocità e dinamica. Non ci sono isteresi, gioco o perdita di motion in qualsiasi direzione. Non occorrono messe a punto o interventi di manutenzione correttivi come nei sistemi di trasmissione meccanica tradizionali, con costi di manutenzione e riparazione inferiori nel tempo.

Motore più piccolo, stessa potenza

Un motore più piccolo non significa però meno potenza. Un motore Cartridge ad azionamento diretto può erogare fino a 510 di coppia continua con velocità fino a 2.500 giri/min. e una potenza totale di 11.700 W. In questo modo si soddisfano le esigenze della maggior parte delle applicazioni a velocità media e coppia elevata, erogando talvolta fino al 50% in più di densità di coppia rispetto ai servomotori tradizionali. Si aumenta inoltre notevolmente la densità di potenza del sistema. Con meno componenti il motore eroga la stessa potenza con dimensioni inferiori, realizzando una macchina complessivamente più piccola.

La densità di coppia e quindi di potenza di motori Cartridge ad azionamento diretto permette di ottenere accelerazioni maggiori rispetto a servomotori analoghi. Insieme all'assenza di vibrazioni grazie all'eliminazione del sistema di trasmissione, questo riduce significativamente i tempi di posizionamento e aumenta il rendimento poiché le macchine possono produrre di più preoccupandosi meno dei difetti.

Manutenzione ridotta, potenza aumentata, miglior rendimento, meno tempi di fermo non programmati: tutti questi vantaggi si sommano incrementando notevolmente la redditività di un'applicazione. La tecnologia ad azionamento diretto garantisce una durata di utilizzo superiore con meno difetti e produzione aumentata. Ci sono meno pezzi da installare e sottoporre a manutenzione, con conseguente riduzione dei costi per manodopera e ricambi per una macchina più economica e duratura. Rispetto ad altri tipi di motori, c'è semplicemente un maggior ROI per i motori ad azionamento diretto nelle macchine per lo stampaggio di metallo.

Pronto a metterti in gioco e scoprire quale tecnologia di motion ad azionamento diretto è quella adatta al tuo sistema? Contatta uno dei nostri esperti di motion e scopri cosa possiamo fare per te. 

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Esperti di Kollmorgen

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Questo blog è il risultato della collaborazione di un team di esperti di motion & automation in Kollmorgen, tra cui ingegneri, addetti al servizio clienti ed esperti di progettazione. In qualsiasi fase del vostro progetto vi troviate, noi siamo qui per aiutarvi.

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