Esattamente come gli sportivi professionisti, anche i veloci robot Delta hanno bisogno di articolazioni robuste e ben lubrificate. Il produttore di robot francese Machines Pagès ha scommesso sui riduttori cicloidali della nuova serie RF-P di Nabtesco. Sui robot, emergono con tutta chiarezza i vantaggi dei riduttori a principio cicloidale.
Machines Pagès è un produttore specializzato in sistemi robotizzati ad alta velocità. L'azienda, nata nel 1984, ha sede in Francia a Foncine-le-Haut, nei pressi del confine con la Svizzera); nei suoi tre stabilimenti francesi dà lavoro a 80 persone, cui si aggiungono quelle che lavorano nelle filiali in Asia e in Nordamerica.
I robot sono dedicati principalmente ai settori dell'imballaggio, dei macchinari medicali e delle linee di produzione e assemblaggio di componenti. Le macchine Machines Pagès sono adatte non soltanto per le applicazioni pick-and-place ad alta velocità, ma anche per applicazioni di manipolazione, come il posizionamento di stampi per stampaggio a iniezione.
Attualmente in tutto il mondo sono in funzione oltre 1.200 sistemi di Machines Pagès, circa la metà dei quali nel settore dell'in-mould labelling. L'azienda produce ogni anno, in media, una cinquantina di macchine con un tasso di esportazione del 70 percento circa. L'impresa esegue in proprio tutte le fasi della produzione – dalla costruzione, alla fabbricazione delle parti, allo sviluppo software, fino al montaggio e alla messa in funzione – il tutto con l'obiettivo di offrire ai propri clienti la miglior qualità del prodotto e la massima sicurezza di esercizio.
Sei metri al secondo con precisione elevatissima
I livelli di efficienza, precisione e affidabilità offerti dalle soluzioni Machines Pagès sono messi in evidenza dai robot Delta utilizzati nelle applicazioni di pick-and-place nel settore del confezionamento alimentare. I bracci dei robot ad alta velocità sono realizzati in fibra di carbonio e si muovono a velocità che possono superare i sei metri al secondo. In presenza di dinamiche tanto elevate sono indispensabili riduttori di altra precisione ed al contempo di lunga durata.
Finora per queste applicazioni Machines Pagès ha utilizzato riduttori di tipo epiciclodale, che consistono di tre elementi fondamentali: un cosiddetto ingranaggio solare centrale, tre o più ruote planetarie (satelliti) e una corona a dentatura interna. Nei riduttori epicicloidali, l'ingranaggio solare trasmette il moto ai satelliti che a loro volta ingranano con la corona dentata. Le ruote planetarie sono montate sui portasatelliti che, a loro volta, trasmettono il moto all'albero di uscita. Con i riduttori epicicloidali a uno o due stadi sono possibili rapporti di riduzione che normalmente vanno da da 3:1 a 100:1; per aumentare il rapporto di trasmissione è però possibile aggiungere ulteriori stadi di riduzione. I riduttori epicicloidali, però, presentano anche un grosso svantaggio, che emerge in particolare nelle applicazioni pick-and-place che richiedono maggior dinamica: la durata è piuttosto limitata. “In queste applicazioni, i riduttori epicicloidali si usurano rapidamente”, afferma Robert Losch, ingegnere addetto alle vendite in Nabtesco.
I riduttori cicloidali allungano la vita di servizio
Nell'ambito di un progetto attualmente in fase di sviluppo, Machines Pagès ha quindi scelto i riduttori cicloidali della nuova serie RF-P di Nabtesco. I riduttori di questo tipo sono costituiti sostanzialmente da quattro elementi: un albero di ingresso, tre alberi eccentrici, due dischi a profilo cicloidale e un albero di uscita. Nel primo stadio, il moto rotatorio del motore è trasmesso - tramite l'albero di ingresso - alle ruote dentate cilindriche. In questo modo il numero di giri si riduce in ragione del rapporto di riduzione tra l'albero di ingresso e le ruote dentate. Per realizzare il secondo stadio di riduzione, nella parte interna della carcassa sono lavorate delle sedi di forma semi-circolare all'interno delle quali alloggiano dei rulli cilindrici che corrispondono al profilo dei dischi cicloidali. I rulli trasmettono il moto all'albero di uscita del riduttore; poiché i rulli sono in numero maggiore di uno rispetto alle anse presenti sui dischi cicloidali, quando gli alberi eccentrici effettuano una rotazione completa, i dischi cicloidali ruotano di un angolo corrispondente all'intervallo tra due rulli.
Riduttori cicloidali come quelli della serie RF-P di Nabtesco sono privi di ingranaggi nel secondo stadio di riduzione, questo riduce il rischio di avarie improvvise dovute a urti. La distribuzione uniforme del carico all'interno del riduttore, l'elevata resistenza agli urti e il contatto creato mediante rulli tra i dischi cicloidali e la carcassa assicurano un funzionamento particolarmente poco usurante. “Rispetto ai riduttori epicicloidali convenzionali, i riduttori cicloidali presentano una vita di servizio nettamente maggiore”, afferma l'ingegner Losch. Un ulteriore vantaggio rispetto ai riduttori epicicloidali è costituito dal maggior rapporto di riduzione che è possibile ottenere: poiché il secondo stadio genera una riduzione superiore a quella che si può ottenere con un sistema ad ingranaggi, è possibile realizzare rapporti di riduzione che variano da 30:1 fino a oltre 300:1.
I riduttori serie RF-P di Nabtesco andranno a sostituire i riduttori epicicloidali
La nuova serie RF-P si basa sui riduttori RV di Nabtesco con principio di riduzione a due stadi ed è concepita in maniera specifica per l'impiego negli assi dei robot Delta e SCARA. I riduttori RF-P offrono velocità di uscita molto elevate (fino a 200 giri/min.) e, grazie alle dimensioni compatte, hanno un ingombro minimo; la loro struttura costruttiva assicura un ottimo comportamento, sia in termini di dinamica che di precisione di ripetibilità e di traiettoria, anche per i movimenti rapidi e bruschi caratteristici della moderna automazione. I riduttori RF-P sono in grado di mantenere la precisione di funzionamento (gioco di inversione < 2 arc.min) per un tempo molto prolungato – un vantaggio decisivo rispetto ai riduttori epicicloidali, che nel corso del tempo accusano un notevole aumento del gioco.
I riduttori RF-P sono disponibili in due taglie, RF-19P e RF-32P, che ammettono rispettivamente coppie di accelerazione pari a 570 e 960 Nm (il triplo della coppia nominale). La taglia RF-19-P è pensata per robot ad alta velocità per la manipolazione di pezzi di ridotte dimensioni (ad esempio componenti elettronici) dove la taglia 32-P risulterebbe sovradimensionata.
I riduttori Nabtesco RF-P sono utilizzati con soddisfazione da Machines Pagès già da alcuni mesi, con il passaggio ai riduttori cicloidali l'azienda francese si aspetta un netto incremento della durata dei riduttori ed un miglioramento della precisione dei robot nel lungo periodo. In questo modo sarà possibile allungare gli intervalli di manutenzione dei macchinari e ridurre i relativi costi di gestione. A medio termine Machines Pagès intende passare interamente ai riduttori cicloidali.
Marcus Löw, Direttore vendite di Nabtesco Precision Europe GmbH
