Con competenza al sistema di alimentazione ottimale

Smartphone, Auto o Computer: i cicli di vita dei prodotti diventano sempre più brevi. Tuttavia, ogni nuovo prodotto richiede anche l'apparecchiatura di produzione corrispondente, che deve essere pianificata e realizzata sempre più rapidamente, come ad esempio l'impianto di montaggio comprensivo di tecnologia di alimentazione. Molte informazioni e parametri devono essere considerati per ottenere un risultato ottimale nel funzionamento integrato delle diverse componenti, garantendo un processo senza intoppi. L'esperienza pluriennale, l'innovazione e i moduli standardizzati per una rapida disponibilità qualificano la Amberger DEPRAG SCHULZ GMBH come un attore globale nel mercato della tecnologia di alimentazione. Per spiegare i diversi contesti e le connessioni della fornitura di elementi di collegamento e la loro progettazione ottimale, Thomas Lederer, esperto di applicazioni per tecnologia di avvitamento e automazione presso DEPRAG, ha risposto ad alcune domande in un'intervista.

Domanda: La fornitura di elementi di collegamento, come ad esempio viti, tramite tubo di alimentazione è la variante preferita di alimentazione, poiché attualmente garantisce la massima sicurezza del processo e i cicli più brevi. Se è possibile un'alimentazione tramite tubo, gli esperti di DEPRAG la valutano attraverso un'analisi di fattibilità dell'alimentazione. Come si effettua un'analisi di questo tipo considerando tutte le eventualità?

Lederer: La domanda centrale è: è possibile un'alimentazione automatica delle viti tramite tubo e, se non lo è, è possibile, attraverso una semplice modifica della geometria della vite, realizzare comunque un'alimentazione tramite tubo? Una possibilità per verificare la fattibilità dell'alimentazione tramite tubo è una formula di approssimazione (vedi figura 1). Con questa si può determinare in anticipo la fattibilità dell'alimentazione. Nella formula si calcola il rapporto tra la lunghezza della vite e il diametro della testa della vite e da questo si determina l'angolo possibile di inclinazione dell'elemento di collegamento nel tubo di alimentazione. Se il risultato dell'angolo è limite, entrano in gioco i nostri specialisti. Attraverso un modello di vite è possibile verificare tramite CAD l'inclinazione effettiva della vite nel tubo di alimentazione appropriato. Se il risultato è negativo, spesso si può ottenere un'alimentazione tramite piccole modifiche della geometria della vite, come ridurre il diametro della testa o allungare il gambo della vite. Se una modifica delle dimensioni della vite non è possibile, si può ricorrere alla tecnica di pick-and-place. Con questa tecnologia di alimentazione, l'elemento di collegamento viene portato in una posizione chiaramente definita e si trova quindi pronto per essere prelevato dall'utensile di avvitamento tramite vuoto, sistema di presa o magnetismo, in modo mirato. Inoltre, questa tecnica di alimentazione tramite pick-and-place permette anche di fornire altri pezzi, come ad esempio O-ring o etichette.

Domanda: Dopo che l'elemento di collegamento è stato alimentato tramite tubo o tecnica di pick-and-place, deve essere posizionato sopra il punto di avvitamento. Questo avviene con l'aiuto di un supporto per viti, che può essere realizzato come capsula sferica o a becco. Da quali criteri specifici dipende la scelta della capsula e quali soluzioni esistono per casi estremi, come ad esempio punti di avvitamento molto profondi?

Lederer: I criteri determinanti per il supporto della vite sono le condizioni di spazio disponibili sul componente. La capsula a becco necessita di spazio per l'apertura delle mascelle, mentre la capsula sferica offre una possibilità di centratura nell'area del punto di avvitamento, garantendo una posizione stabile per la filettatura. La tipologia di supporto viene stabilita solo dopo un'analisi approfondita, per individuare la soluzione ottimale per la massima sicurezza del processo e il lavoro ergonomico. Ad esempio, se si tratta di un punto di avvitamento molto profondo e la vite deve essere guidata tramite una depressione, può succedere che la vite cada nel foro e non colpisca il foro passante. In questo caso, si presenta in modo obliquo e blocca l'intero processo. Per risolvere questo problema, che noi definiamo come "caduta libera", utilizziamo il DEPRAG Feed Module. Attraverso un supporto di vite basato su vuoto, con un'escursione di alimentazione adeguata e un tubo di vuoto guidato, la vite viene portata fino al punto di avvitamento in profondità.

Domanda: Parola chiave spazio disponibile – se necessario, vengono utilizzati modelli di supporto per viti per migliorare la posizione delle capsule sferiche o a becco. In questo modo si evita, ad esempio, lo scivolamento su geometrie di gusci inclinate e si aumenta la sicurezza del processo. Il ripetuto posizionamento del modello influisce sui tempi di ciclo delle operazioni di avvitamento?

Lederer: Sì, poiché il modello di supporto deve essere posizionato e rimosso ad ogni cambio di componente, ci si può aspettare un cambiamento nei tempi di ciclo. Tuttavia, questa perdita di tempo è solo relativa, poiché ogni foro nel modello presenta un cono di guida che facilita il posizionamento della capsula sferica. Con l'aumentare del numero di punti di avvitamento, il tempo perso nel posizionare e rimuovere il modello può essere compensato o addirittura ridotto complessivamente. L'uso di modelli di supporto per viti viene analizzato con attenzione in anticipo, considerando tutti gli aspetti rilevanti, e viene adottato solo se ha un impatto positivo sull'applicazione. Altrimenti, il loro utilizzo si limita ai casi in cui l'impiego di un modello è inevitabile. Questo vale, ad esempio, per componenti sensibili prodotti nell'elettronica, come quelli usati negli smartphone o nelle automobili, per evitare danni durante il posizionamento del cacciavite da parte dell'operatore.

Domanda: Per l'impiego di un sistema di alimentazione multipla esistono diverse modalità di configurazione – ad esempio tramite sistemi di distribuzione, un doppio dispositivo con doppio filamento o una combinazione di entrambi. Quali vantaggi offrono le due varianti ai clienti e da cosa dipende la scelta?

Lederer: La configurazione dei sistemi di alimentazione dipende dal numero di sistemi di avvitamento da alimentare e dal ritmo di produzione. I distributori semplici possono solo suddividere, ma non influenzano la sequenza di alimentazione. In modo semplificato, possono alimentare solo punti di avvitamento che richiedono lo stesso numero di viti nel tempo. I vibratori a spirale con doppio filamento, chiamati anche dispositivi gemelli, possono servire due punti di avvitamento completamente indipendenti e coprire esigenze diverse. Il vibratore a spirale eacy feed di DEPRAG è disponibile come dispositivo gemello. Offre inoltre altri vantaggi per l'utente: con eacy feed si possono ottenere risparmi energetici fino all'80%. Inoltre, eacy feed è compatibile con Industrie 4.0. Con i componenti standardizzati e modulari di DEPRAG, entrambi i concetti di alimentazione multipla possono essere combinati, permettendo di rispondere a molte esigenze individuali dei clienti. I nostri esperti calcolano la configurazione ideale in base al numero di viti, ai requisiti di tempo di ciclo, alla necessità di apparecchiature e ai fattori economici. Il numero di uscite può essere ampliato a piacere, ma ciò ha senso solo fino a un certo punto nell'applicazione.

Domanda: La qualità delle viti da alimentare è un tema rilevante per la disponibilità dell'impianto. A seconda dell'applicazione, i livelli di purezza necessari possono essere più alti o più bassi. Come determinano gli esperti di DEPRAG il valore di qualità raccomandato, per garantire un impianto il più possibile economico e sicuro dal punto di vista del processo?

Lederer: La qualità delle viti secondo DIN è del 3%, cioè si possono trovare 3 pezzi difettosi ogni 100 viti. Questo spesso non è sufficiente per la disponibilità della tecnologia di alimentazione. Non esiste un valore universale valido per tutte le applicazioni. Livelli di qualità più elevati influenzano positivamente la disponibilità dell'impianto. Innanzitutto, il livello di purezza ottimale deve essere calcolato considerando i requisiti di disponibilità dell'impianto secondo VDI 3423. I nostri esperti di tecnologia di alimentazione determinano questo valore considerando i rischi di guasto, per ottenere un risultato complessivo ottimizzato dal punto di vista tecnico ed economico, garantendo la sicurezza del processo per i nostri clienti.