Manipolazione pezzi sempre più flessibile
In un moderno stabilimento produttivo, le pinze svolgono diversi compiti di manipolazione. Qui, pezzi diversi pongono anche requisiti diversi in termini di tecnologia di presa. La generazione di pinze SCHUNK più recente soddisfa questi requisiti di flessibilità con modalità di presa adattabili ai parametri del pezzo. A tal fine, lo specialista dell’automazione ha sviluppato un software in continuo sviluppo.
Il nuovo software di cui sono dotati i moduli di presa SCHUNK possiede diverse modalità di presa per la stessa pinza per diversi compiti di manipolazione. Gli utenti possono parametrizzare la presa come desiderato in base alle esigenze specifiche. Al centro delle modalità di presa vi sono nuovi elettronica e software che SCHUNK sviluppa costantemente; sulla base dell’esperienza sul campo, i metodi di presa esistenti vengono migliorati e vengono sviluppate ulteriori possibilità. In questo modo, anche i clienti che utilizzano le pinze della generazione attuale potranno beneficiare di futuri adattamenti e aggiornamenti software.
SCHUNK sfrutta quindi in modo ottimale il potenziale del software nei componenti di automazione in termini di flessibilità, adattabilità e, in ultima analisi, sostenibilità, rendendo le proprie pinze adatte al futuro.
Diverse modalità di presa ma un solo software
SCHUNK ha lanciato nel 2022 le due serie di pinze EGU ed EGK. La pinza universale elettrica EGU è particolarmente adatta per il carico e lo scarico flessibile di macchine utensili, e si rivela un affidabile tuttofare per qualsiasi compito di manipolazione. La pinza per piccoli componenti EGK, invece, è progettata per la manipolazione di pezzi delicati e soggetti a rotture ed è progettata per compiti impegnativi e diversi nell’industria di laboratorio o nella produzione elettronica. Insieme a queste due serie, SCHUNK ha sviluppato un software ed elettronica: entrambe le pinze condividono la stessa elettronica e lo stesso software. In questo caso, per esempio, un utente che utilizza entrambe le pinze beneficia di una messa in funzione e di una programmazione coerenti di entrambi i tipi di pinze. Ciò consente di risparmiare tempo, poiché l’operatore non deve più occuparsi del controllo della nuova pinza. Questo concetto funzionale trasversale e uniforme offre ai clienti un notevole valore aggiunto.
Con il nuovo software, SCHUNK ha inizialmente creato tre diverse modalità di presa: BasicGrip, SoftGrip e StrongGrip. Questi diversi metodi di presa aprono agli utenti una nuova dimensione per la manipolazione differenziata di diversi pezzi adattati all’applicazione. La “modalità normale” finora comune di BasicGrip è un metodo di presa con una sequenza di processo ottimizzata in termini di tempo: ciò significa che il processo di presa è il più veloce possibile e raggiunge un’elevata produttività. Tale modalità è compatibile sia con l’EGU che con l’EGK. Il motore è costantemente sotto tensione e la presa viene regolata continuamente dal motore, il che è particolarmente importante per rilevare la perdita del pezzo. Nella modalità BasicGrip il pezzo viene afferrato con una forza di presa nominale compresa tra il 50 e il 100%. La velocità di presa viene modificata automaticamente dalla pinza stessa in funzione della forza di presa impostata. Tuttavia, durante il processo di presa si verifica un impulso di forza, anche se nell’ordine dei millisecondi, che risulta svantaggioso per i componenti sensibili e può causare danni. Ciò è particolarmente rilevante nell’industria elettronica, per esempio quando si maneggiano componenti elettronici sensibili da una macchina di assemblaggio: durante il breve picco di forza che si verifica durante la presa, sul componente agisce una forza di presa eccessiva, che può causare la piegatura dei PCB, la formazione di sottili crepe o addirittura la rottura di singole tracce conduttive. Scenari sensibili simili sono ipotizzabili nell’area del laboratorio: se durante il picco di forza si applica una forza di presa eccessiva a una provetta o a un altro supporto sensibile con contenuti delicati, si possono verificare crepe o addirittura scoppi con conseguenze imprevedibili dovute alla contaminazione. Per tenere conto di queste caratteristiche specifiche dell’applicazione, SCHUNK ha differenziato le modalità di presa.
La modalità di presa SoftGrip è adatta alla manipolazione di pezzi delicati, fragili e soggetti a rotture, come oggetti elettronici, vetro o ceramica. A causa della velocità di presa complessivamente inferiore, i picchi di forza vengono quasi eliminati. I clienti possono pre-posizionarsi fino a pochi decimi di millimetro davanti al pezzo alla massima velocità e poi inviare il comando di presa; il preposizionamento compensa un determinato tempo ciclo ed è rilevante per tutti i principi di presa. Anche in modalità SoftGrip, la presa viene costantemente regolata dal motore. Questo metodo funziona nell’intervallo della forza di presa nominale dal 50 al 100% ed è disponibile per la pinza per piccoli pezzi EGK, utilizzata in scenari di manipolazione fragili.
La pinza universale EGU viene utilizzata nella manipolazione industriale di componenti pesanti, robusti e insensibili, per esempio nel carico macchina automatizzato. Qui è spesso necessaria molta forza di presa. Per questi scenari applicativi, l’esperto di tecnologia di presa ha sviluppato la modalità StrongGrip, che ottiene dalla pinza più potenza di quanto sembrerebbe a prima vista. Questa caratteristica si basa su uno speciale accorgimento costruttivo: nella pinza interagiscono un motore CC senza spazzole, un freno a campo magnetico, un sistema encoder sull’albero principale centrale per il rilevamento della posizione e un ingranaggio cilindrico. I progettisti SCHUNK hanno ora inserito un innesto a denti frontali flessibile tra l’ingranaggio cilindrico superiore e il pignone di uscita. Con questo elemento si realizza il mantenimento della forza di presa e al contempo la funzione StrongGrip. Per il processo di presa, il motore viene prima brevemente esposto a una corrente in eccesso e il pezzo viene afferrato; grazie all’apporto di energia relativamente elevato, viene sviluppata una forza di presa superiore alla forza di presa nominale. Dopo questo processo di presa, il freno si innesta e congela la deformazione elastica nell’elemento ad artiglio. Ora il motore viene spento per non sovraccaricarlo termicamente e al contempo l’elevata forza di presa viene immagazzinata nel sistema virtualmente senza perdite. Grazie al modulo in elastomero è possibile ottenere dal sistema di presa una forza maggiore di quella effettivamente possibile con la potenza nominale. Grazie allo spegnimento del motore, dopo la presa non è necessaria alcuna energia esterna, tuttavia la forza di presa è elevata e consente la manipolazione di pezzi pesanti. L’applicazione del freno motore può essere temporizzata, ma deve avvenire al massimo dopo due secondi per non sovraccaricare termicamente il motore. Nella modalità StrongGrip è possibile richiamare la forza di presa massima. La velocità di presa rimane costante durante il processo. Sebbene sia vero che il funzionamento continuo in modalità StrongGrip può comportare una maggiore usura dei componenti meccanici, è anche vero che in questa modalità di forza è necessaria una pausa tra due cicli di presa; per esempio, per un ciclo di presa con la massima forza di presa si raccomanda una pausa di dieci secondi e un tempo di post-presa di due secondi a una temperatura ambiente di 25°C.
Il software aumenta le prestazioni
Le nuove pinze EGU ed EGK sono state lanciate sul mercato alla fine del 2022 e sono già state sottoposte a numerosi test di resistenza e test a lungo termine prima di essere messe in vendita. Inoltre, SCHUNK ha acquisito nuove conoscenze grazie a ulteriori e successive indagini sul funzionamento pratico e continuo, ed è stata in grado di esplorare ulteriormente i limiti del sistema. Di conseguenza, con le regolazioni del software, l’hardware esistente può “recuperare” il ritardo in termini di prestazioni. Grazie al rilascio del software, le forze di presa ottenibili in modalità Strong-Grip sull’EGU possono essere ulteriormente aumentate da un massimo del 150% al 200% della forza nominale a eccezione del modello EGU 70. Raddoppiando la forza di presa, gli utenti beneficiano di un reale incremento delle prestazioni.
L’utilizzo di tutte le potenzialità basato sul software offre agli utenti la massima flessibilità per i diversi compiti di manipolazione – con la stessa presa. “La modalità StrongGrip può essere richiamata in qualsiasi momento – spiega Benjamin Schell, Responsabile di prodotto presso SCHUNK – L’utente può specificare che dopo la presa in modalità BasicGrip, il freno venga applicato e la corrente del motore venga interrotta. Così facendo si ha il vantaggio di avere la pinza in una sorta di modalità ecologica poiché il consumo energetico è notevolmente ridotto”. Tale caratteristica, un’elevata forza di presa con un motore non alimentato, è una funzione unica e supporta gli operatori dell’impianto nell’implementazione di processi a risparmio energetico.
Oltre alla nuova flessibilità acquisita attraverso le modalità di presa, i vantaggi per l’utente sono le comuni interfacce di comunicazione – tra cui PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT e IO-Link, per esempio – e un protocollo di controllo coerente per lo scambio di dati. “Non importa quale interfaccia venga utilizzata, il funzionamento è sempre lo stesso – spiega ulteriormente Benjamin Schell – Anche quando implementano una pinza diversa, gli utenti troveranno sempre la strada giusta. In futuro, tutte le pinze meccatroniche di SCHUNK si baseranno su questo nuovo software, rendendo i sistemi dei clienti a prova di futuro, coerenti, sostenibili e potenti”. SCHUNK garantisce che le esigenze dei clienti e il feedback del mercato confluiranno nell’ulteriore sviluppo della piattaforma software.