GMG sviluppa nuove pinze per robot con cuscinetti in plastica di igus

A cura dello staff di The Robot Report | 24 settembre 2022

Mohsen Saadat è sempre stato creativo e tecnicamente dotato. Da ragazzino, il bambino iraniano di 5 anni ha inventato i suoi giocattoli, costruendo ad esempio piccole macchinine di filo metallico, senza alcun attrezzo. La passione per la tecnologia dell'ormai 75enne non si è mai interrotta.

A 19 anni Saadat si trasferì in Germania, studiò ingegneria e insegnò come professore. Nel 1991 ha fondato la GMG – Gesellschaft für modulare Greifersysteme a Soest, nella Renania Settentrionale-Vestfalia. Il suo obiettivo era combinare i metodi scientifici della teoria del design più avanzata con processi di produzione all'avanguardia.

"In pochi anni abbiamo sviluppato con successo sistemi di presa leggeri e flessibili per robot e sistemi di automazione basati sulla mano umana", afferma con orgoglio Saadat.

Ha convinto numerose industrie della sua tecnologia. Le pinze, che hanno fino a sei dita mobili individualmente e, in alcuni casi, oltre 100 giunti, vengono utilizzate per movimentare ruote di automobili nell'industria automobilistica, per sostenere sacchi durante il riempimento con materiale sfuso o per confezionare salsicce e formaggi in l'industria alimentare.

Tuttavia, una delle invenzioni di cui Saadat è più orgoglioso è un sistema di presa multifunzionale a braccio lungo. La pinza può imballare automaticamente con tre dita i componenti prodotti, come i dischi dei freni, posizionarli in scatole e quindi posizionare sopra uno strato di cartone protettivo utilizzando una pinza a vuoto.

"In questo sistema di presa, una torre dal design creativo, flessibile e torsionale rigida funge da braccio lungo della pinza", spiega Saadat.

"A seconda del compito, da questa torre escono degli elementi di presa che prelevano meccanicamente i componenti. Una volta terminato il lavoro, gli elementi di presa e di aspirazione ritornano nella loro posizione di partenza all'interno della torre."

Una delle sfide nel processo di sviluppo è stata quella di trovare cuscinetti adatti per i componenti metallici mobili della pinza, come i giunti delle dita. Tutti i componenti della pinza dovevano essere a basso attrito, resistenti all'abrasione, esenti da manutenzione e lubrificazione e facili da installare. Saadat ha quindi rapidamente escluso i tradizionali cuscinetti volventi.

"I cuscinetti volventi sono adatti per movimenti rotazionali sostenuti. Richiedono la produzione di un accoppiamento più preciso, comportano un assemblaggio e uno smontaggio complessi e provocano rumore metallico", ha affermato Saadat.

Questi svantaggi hanno portato Saadat a optare per un'alternativa: cuscinetti a scorrimento in plastica ad alte prestazioni di igus, uno specialista di motion plastics di Colonia che ottimizza tribologicamente le plastiche per applicazioni industriali.

"Ci affidiamo ai cuscinetti igus dal 1991. Pertanto era chiaro fin dall'inizio che i cuscinetti in polimero sarebbero stati utilizzati anche nella pinza multifunzionale a braccio lungo. Per noi nella tecnologia di automazione non esiste praticamente alcuna alternativa a questi cuscinetti , dove ci sono continui movimenti avanti e indietro", dice Saadat.

Un altro vantaggio è che, rispetto ai tradizionali cuscinetti in metallo, i cuscinetti in polimero sono leggeri, esenti da corrosione ed esenti da manutenzione. Consentono il funzionamento a secco senza bisogno di lubrificazione, grazie ai lubrificanti solidi integrati.

"Si tratta di una specifica fondamentale. Perché non potevamo aspettarci che i nostri clienti dovessero lubrificare regolarmente la pinza", afferma Saadat.

I cuscinetti in polimero di igus sono così robusti che sopravvivono alla durata della pinza di circa 30 anni.

"Questo è un vantaggio per la nostra pinza multifunzionale, poiché gli sforzi di manutenzione si riducono e la produttività aumenta", continua Saadat.

Un test nel laboratorio interno di igus dimostra anche la resistenza all'usura dei cuscinetti. I cuscinetti in polimero igus sono stati testati in laboratorio rispetto ai classici cuscinetti in metallo. Entrambi i tipi di cuscinetti ruotavano su un albero in acciaio St52 nitrurato a gas, con un carico di 30 MPa e una velocità di 0,01 metri al secondo.

"Nel caso dei cuscinetti in metallo, lo strato di scorrimento si è usurato dopo 60.000 cicli", afferma Stefan Loockmann-Rittich, responsabile della business unit cuscinetti iglidur. "I cuscinetti iglidur G, invece, non hanno mostrato quasi alcun segno di usura anche dopo 200.000 cicli. Sono quindi ideali per un utilizzo affidabile ed esente da manutenzione per molti anni."