I progetti di movimento lineare vedono una più ampia adozione di azionamenti lineari diretti

Di Lisa Eitel | 21 giugno 2018

Secondo una ricerca di mercato condotta da ARC Advisory Group, gli azionamenti diretti sono una tecnologia di controllo del movimento che vedrà tassi di adozione elevati nei prossimi anni. Ciò è dovuto in parte a una serie di settori che puntano a una maggiore produttività e a processi più accurati.

Secondo Brian Scott, ingegnere applicativo presso Nippon Pulse America Inc., i motori ad albero lineare eccellono nelle macchine di produzione industriale e nelle applicazioni metrologiche ad alta precisione e ad alta risoluzione.

"Vediamo dalle vendite e dalle applicazioni che ora c'è uno sforzo significativo per passare dalla meccanica del movimento rotatorio a quella lineare ad azionamento diretto. I motori lineari tubolari ad alta densità di forza sono un'opzione qui. Una meccanica più semplice e il desiderio di ridurre i componenti sono le principali forze del mercato; altri includono un migliore controllo e risposta lineare, meno modalità di guasto e un numero ridotto di fornitori. Man mano che il settore avanza, ci sarà una crescente conversione al movimento lineare ad azionamento diretto.

Gli stadi ad albero lineare Nippon Pulse SLP integrano un motore ad albero lineare, un encoder e un supporto per albero lineare per sostituire alcuni sistemi con vite a ricircolo di sfere convenzionali per applicazioni servo. Un elevato rapporto forza-volume e una zona morta più piccola garantiscono la compattezza del design. Le variazioni includono stadi Acculine SLP e stadi SCR di nanoposizionamento.

I progetti alimentati a batteria beneficiano anche di azionamenti diretti su assi lineari. Per tali sistemi, Steven Feketa di LinMot USA Inc. prevede che i motori ad azionamento diretto continueranno ad evolversi per diventare più piccoli e compatti, con caratteristiche di potenza adatte all'uso nei progetti mobili. Questi sono stati spesso il dominio dei sistemi alimentati a fluido, ma Feketa sottolinea che i sistemi elettrici sono spesso meno dispendiosi e più performanti.

I posizionatori miniaturizzati della serie mSR sono sistemi lineari a guida quadrata della divisione Elettromeccanica e azionamenti di Parker Hannifin che forniscono una precisione inferiore al micron. I cuscinetti a guida quadrata si accoppiano con un servomotore lineare; i livelli selezionabili di encoder lineari possono essere configurati in base ai requisiti dell'applicazione. I posizionatori incorporano due tecnologie di motori lineari: l'mSR 80 (mostrato qui in sezione) è dotato di un motore lineare miniaturizzato con nucleo in ferro e l'mSR100 è dotato di un motore lineare ironless mL-18.

"Ci occupiamo di posizionatori rotativi e lineari ad azionamento diretto da oltre 30 anni e li abbiamo visti passare dall'essere una nuova tecnologia di azionamento a qualcosa di onnipresente nelle applicazioni di posizionamento", ha affermato Brian O'Connor, direttore del prodotto e del mercato sviluppo presso Aerotech Inc. Quindi ora è comune vedere progetti ad azionamento diretto in applicazioni ad alta precisione come semiconduttori ed elettronica di consumo - e anche in applicazioni a precisione inferiore come etichette e linee di assemblaggio di imballaggi di prodotti, ha aggiunto O'Connor.

Alcuni motori lineari consentono la preintegrazione delle funzionalità di lavaggio per ottenere attuatori compatti che soddisfano esigenze applicative specifiche. I motori lineari in acciaio inossidabile di LinMot sono AISI 316 e IP69K; sono dotati di involucri progettati igienicamente per resistere ai lavaggi chimici e ad alta pressione comuni nelle industrie alimentare, farmaceutica e di imballaggio. Le forze lineari sono comprese tra 47,2 e 200 libbre.

In alcuni casi, le opzioni di azionamento diretto per applicazioni lineari possono consentire una personalizzazione più completa per applicazioni specifiche. Considera come alcuni motori lineari IP69K sono tutti saldati al laser per eliminare guarnizioni e punti di ingresso e ottenere una lunga durata di progettazione. "Un altro esempio sono gli attuatori lineari rotativi PR02 di LinMot, che forniscono due tipi di movimento (per semplificare l'integrazione) e dispongono di celle di carico integrate per misurazioni precise della coppia su applicazioni di tappatura e filettatura", ha aggiunto Feketa.

Le fasi lineari Aerotech ECO sono adatte per applicazioni di posizionamento che richiedono elevata rigidità e reattività dinamica. I cuscinetti lineari a ricircolo e gli encoder lineari senza contatto consentono il movimento incrementale fino a 10 nm con ripetibilità a livello di µm. La calibrazione HALAR opzionale aumenta la precisione di posizionamento a ±1,5 µm. Una bobina di forzatura senza ferro emette una forza elevata con zero cogging o avvolgimento e stretto controllo della posizione: fondamentale per le applicazioni che richiedono un profilo di velocità uniforme o un'elevata precisione del contorno.