DEPRAG fornisce sistema di avvitamento per il sistema di protezione solare

La SOGA Gallenbach GmbH a Pforzheim progetta e sviluppa macchine speciali. Ciò include anche un automatismo multiplo di avvitamento per ROMA, uno dei principali produttori di sistemi di protezione solare, che unisce in modo sicuro profili di guide. Per questo, SOGA ha fornito un impianto con più teste di montaggio. La profondità di avvitamento e il momento di serraggio vengono monitorati in modo affidabile. La tecnologia di azionamento necessaria per gli assi delle teste, come motori servo-sincroni, riduttori planetari e a cremagliera, nonché i regolatori di azionamento, proviene da STÖBER. È inoltre impiegato il LeanMotor, estremamente compatto e dinamico. La nuova classe di motori senza encoder di STÖBER rappresenta un'alternativa economica e robusta al motore servo. Inoltre, STÖBER si è occupata della progettazione meccanica e della dimensionamento. DEPRAG completa la partnership e, in qualità di specialista di avvitamento, ha fornito i moduli di funzione di avvitamento necessari.

„Offriamo ai nostri clienti sviluppi personalizzati che possono essere immediatamente utilizzati in produzione dopo la consegna“, descrive Fabian Gallenbach il suo obiettivo. Con i suoi dieci dipendenti, il direttore generale di SOGA Gallenbach GmbH a Pforzheim progetta e sviluppa macchine speciali, soluzioni per la produzione di attrezzature e per la stampa 3D, oltre a distribuire componenti pneumatici. I clienti provengono tra l'altro dal settore medico e aerospaziale – „sono settori con esigenze particolari di precisione“, afferma Gallenbach. E lui conosce bene la precisione, poiché la sua formazione l'ha svolta presso un orologiaio svizzero. Lì ha imparato a dimezzare un micrometro. Al momento della fondazione dell'azienda, il suo obiettivo era trasferire questa precisione appresa nella costruzione di macchine. Così, l'azienda risponde alle crescenti richieste dei clienti. „Non riceviamo quasi più richieste semplici“, osserva il direttore generale. Per realizzare soluzioni complesse, SOGA Gallenbach si affida al supporto di fornitori selezionati, o meglio: di partner. Tra questi, da anni, ci sono STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG, anch'essa con sede a Pforzheim, e DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. di Amberg, in Baviera.

Avvitare senza post-elaborazione

Con STÖBER, SOGA Gallenbach mantiene un contatto regolare. Questo facilita l'entrata nei dettagli durante i nuovi progetti. Quando si cerca la combinazione motore-trasmissione adatta, gli specialisti di azionamento hanno spesso supportato i costruttori di macchine – ad esempio nello sviluppo di un automatismo multiplo di avvitamento. Il cliente: ROMA – uno dei principali produttori di sistemi di protezione solare come tapparelle, tende a rullo e schermi tessili.

Finora, il produttore di medie dimensioni ha lavorato con un'unità di avvitamento automatica con alimentazione di viti, senza misure di monitoraggio, per forare e avvitare fino a tre guide in alluminio o plastica. „Specialmente con leghe di alluminio, le viti di perforazione spesso generano trucioli tra la testa dell'avvitatore e la guida“, spiega Gallenbach. Sopra la vite, viene applicato un cappuccio di chiusura come parte visibile. A causa dei trucioli, il cappuccio non si può infilare correttamente. I dipendenti in produzione dovevano spesso intervenire manualmente. E ROMA voleva evitare questo in futuro.

„Negli ultimi 15 anni abbiamo sviluppato più di 50 automatismi di avvitamento con coppie di torsione da 0,4 a 200 Newtonmetro“, riferisce Gallenbach. „Abbiamo così permesso ai nostri clienti di montare le viti senza che l'operatore dovesse stringere o ritoccare manualmente.“ ROMA desiderava una soluzione che pre-forasse anche le guide di lunghezze comprese tra 710 e 5.710 millimetri. Per processi affidabili, SOGA ha sviluppato un automatismo di avvitamento in grado di monitorare diverse profondità di avvitamento e momenti di serraggio. „Specifically for plastic fastening, we developed a strategy where our pneumatic screwdriver works with pressure pulses“, spiega Gallenbach. Perché il plastica richiede quasi nessun momento finale superiore rispetto a quello durante tutto il processo di avvitamento. Per questo, l'automatismo deve lavorare in modo sensibile. Gli ingegneri hanno inoltre dotato l'impianto di due cassetti per l'inserimento delle guide. In questo modo, la macchina può portare i profili separatamente o sincronizzati per la lavorazione. I componenti vengono inseriti e serrati manualmente.

La combinazione motore-trasmissione adatta

Per SOGA Gallenbach, nello sviluppo di questa soluzione, era importante avere un partner competente come STÖBER con un'offerta di prodotti completa. „I cassetti si muovono su due assi Y in modalità automatica“, spiega Guido Wittenauer, rappresentante di vendita di STÖBER che assiste SOGA. Per questo, gli specialisti di azionamento hanno fornito per ogni cassetto un riduttore planetario della serie PE combinato con una trasmissione a cinghia e vite senza fine, abbinato a un servomotore sincronizzato EZ.

La macchina porta automaticamente le viti e le avvita pneumaticamente. È dotata di cinque teste di montaggio, che si muovono indipendentemente lungo un cremagliera in direzione X. „Ogni testa è equipaggiata con un asse Z e un asse di foratura“, dice Wittenauer. Per l'asse X, STÖBER ha fornito riduttori a cremagliera della serie ZVPE e motori servomotore EZ. Per l'asse Z, vengono utilizzati anche motori EZ con vite senza fine. Per evitare collisioni tra le cinque teste sulla cremagliera, gli ingegneri di STÖBER hanno implementato una triplice protezione contro le collisioni – il controllo monitora le posizioni relative, i finecorsa software sono parametrizzati con l'intervallo di movimento consentito, e ogni testa è dotata di un interruttore di sicurezza meccanico.

I moduli di funzione di avvitamento (SFM) sono forniti da DEPRAG. L'unità di avvitamento avvita in modo affidabile ogni vite. Per raggiungere il ciclo desiderato, viene utilizzata una versione multi-spindle robusta. Il range di coppia viene adattato individualmente al compito di avvitamento specifico. Il modulo di avvitamento DEPRAG viene testato in modo mirato e completo con componenti originali per il compito di produzione specifico, e integrato come modulo funzionante nella macchina. L'impegno per l'ingegneria interna si riduce così al minimo. „La vasta gamma dei nostri moduli standard include soluzioni efficienti per ogni compito di avvitamento. Ma anche casi speciali possono essere realizzati in modo economico e personalizzato sulla base del nostro ampio catalogo standard“, spiega Daniel Guttenberger, product manager di DEPRAG Schraubtechnik, i vantaggi dei moduli di funzione di avvitamento. L'alimentazione delle viti necessarie avviene tramite il vibratore a spirale eacy feed. In questo modo, i cinque moduli di funzione di avvitamento vengono alimentati contemporaneamente da un'unica unità di alimentazione! Ciò è possibile grazie all'uso di un vibratore a spirale con doppia spirale, chiamato anche doppio dispositivo, in combinazione con una tripla singolarizzazione.

Per la alesatrice, dovrebbe essere installato un motore il più compatto possibile, con peso ridotto. „In questo modo, possiamo mantenere la massa da muovere degli assi in modo molto leggero e raggiungere una posizione molto rapida“, descrive Wittenauer. Oltre alla perforazione, deve essere possibile anche il ribassamento successivo. Per questo, sono necessari controlli motore altamente dinamici. STÖBER ha fornito il LeanMotor (LM). Con questa innovazione, la velocità e la coppia possono essere regolate in modo continuo, dallo stato di fermo fino alla massima velocità, con pieno controllo della coppia – il LM funziona completamente senza encoder. La soluzione è molto più leggera e compatta di un azionamento asincrono, ed è più economica e robusta di un azionamento servo. Con efficienze fino al 96%, i motori raggiungono la classe di efficienza IE5. ROMA beneficia di un minor consumo energetico e di una lunga durata. Ogni testa è dotata di tre motori, che possono essere posizionati molto strettamente tra loro. „Poiché il nostro LeanMotor non utilizza encoder, è sufficiente un cavo di alimentazione standard senza fili aggiuntivi o schermature“, spiega Wittenauer.

Affidabile in background

STÖBER ha combinato i motori con nove regolatori di doppio asse della serie SI6. Questa soluzione altamente dinamica funziona in modo affidabile anche durante movimenti complessi. Sono integrati le funzioni di sicurezza STO (Safe Torque Off) e SS1 (Safe Stopp 1), certificate secondo EN 13849-1 (PL e, Cat. 4). „Il regolatore di azionamento, largo solo 45 millimetri, è progettato come modulo a catena“, dice Wittenauer. „Un singolo regolatore può controllare fino a due assi. Collegando più regolatori in serie, si può scalare liberamente il numero di assi da controllare.“ L'installazione delle singole componenti è semplice: i moduli Quick-DC-Link brevettati consentono di cliccare facilmente le barre di rame standard per la distribuzione dell'energia e di montare facilmente i regolatori di azionamento. STÖBER supporta inoltre la comunicazione tramite il sistema bus Ethernet PROFINET®.

Ma STÖBER non ha fornito solo i componenti adatti. „Ci siamo occupati anche della progettazione meccanica e del dimensionamento“, dice Guido Wittenauer. Il supporto del tecnico di azionamento è iniziato già nella fase di offerta. Entrambe le parti hanno discusso i punti critici e li hanno affrontati passo dopo passo. „L'idea che il motore con trasmissione e ingranaggio con dentatura obliqua sull'asse X costituisca un'unità l'abbiamo sviluppata insieme durante le riunioni di progetto“, afferma il direttore generale Gallenbach. La collaborazione è stata facilitata dalla vicinanza geografica e dal buon contatto personale tra le due aziende. La parametrizzazione degli assi è stata così facilmente eseguita anche sul posto. „La progettazione del nostro intero concetto di macchina si basa sui calcoli, tra cui quelli della tecnologia motore“, afferma Gallenbach. „Se ci fosse un errore di progettazione, potrebbe mettere a rischio l'intera automazione.“

I system integrator e i costruttori di impianti si affidano a moduli di impianto ben progettati, che possono essere integrati nella costruzione in modo rapido ed efficiente, con alta funzionalità. Grazie alla standardizzazione e alla costruzione modulare dei moduli di funzione di avvitamento, DEPRAG contrasta la forte pressione di tempo e costi che caratterizza già la fase di progettazione degli impianti moderni. „I nostri standard per le unità di avvitamento sono ben pensati e trasparenti. In questo modo, si possono ottenere tempi di pianificazione e consegna molto più brevi“, spiega Guttenberger. La costruzione compatta e robusta, così come le interfacce semplici, consentono un'integrazione facile delle unità di avvitamento in qualsiasi sistema di montaggio. E ROMA? Il produttore di sistemi di protezione solare può ora produrre in modo molto più affidabile – senza post-elaborazione.