Con i nuovi attuatori elettrici è possibile miscelare e dosare, in quantità precisa e con elevata dinamica, alloggiando l’attuatore direttamente nel miscelatore.

E’ quanto avviene grazie ai nuovi attuatori elettrici che, posti direttamente nel miscelatore,  garantiscono il controllo preciso del dosaggio accompagnato a prestazioni con elevata dinamica. 

 

Il produttore tedesco di sistemi di erogazione Hilger u. Kern / Gruppo Dopag, insieme al suo distributore Curtiss-Wright locale, Parkem AG, ha sviluppato due nuovi sistemi di erogazione unici in grado di gestire materiali a bassa o alta viscosità e anche materiali abrasivi. Il Vectodis, progettato per materiali monocomponente, e il Vectomix, progettato per materiali multicomponente, combinano entrambi un attuatore elettrico GSM di Curtiss-Wright con una valvola pneumatica, per un dosaggio  preciso e tempi ciclo ridotti al minimo, di un’ampia gamma di materiali.

 

Tramite il monitoraggio della pressione nella camera di misura si ottiene una elevata affidabilità, e flessibilità di processo. Grazie all’attuatore posto nel miscelatore si evita la sedimentazione del materiale, mentre la deaerazione nella parte superiore della camera di misura elimina l’aria intrappolata nel sistema. Speciali pistoni guidati minimizzano il carico laterale, mentre il lavaggio del pistone di misura con liquido sigillante, se si usano materiali abrasivi, porta a una maggiore affidabilità e a una vita prolungata. Le unità di misura con effetto snuff back evitano la contaminazione dello spazio di lavoro.

 

Materiali mono e multicomponente

Il Vectodis (figura 2) è destinato al trattamento dei materiali monocomponente, che possono essere applicati per singoli punti o a striscia continua. Il Vectomix (figura 3) è destinato al trattamento dei materiali multicomponente e consiste di due sistemi Vectodis sincronizzati che controllano in modo indipendente la portata di ciascun componente che entra nel blocco di miscelazione, situato subito prima del tubo di miscelazione in plastica. Entrambi i sistemi erogatori richiedono un’appropriata alimentazione di materiale che avviene tramite una motion controller.

Attuatore elettromeccanico GSM

Gli attuatori pneumatici sono stati considerati brevemente, grazie al loro basso costo, ma sono stati rapidamente scartati a causa della loro intrinseca bassa accuratezza nel posizionamento e della mancanza di risposta dinamica. Sono stati considerati anche gli attuatori idraulici, ma alla fine sono stati scartati a causa dei problemi di accuratezza del posizionamento, delle esigenze di manutenzione e delle potenziali perdite di fluido. Gli attuatori elettromeccanici offrivano un’accuratezza di posizionamento superiore, tempi ciclo ridotti, prestazioni costanti nel tempo e alla mancanza di perdite rispetto alle soluzioni pneumatiche e idrauliche. Alla fine sono stati selezionati i motori/attuatori integrati Exlar GSM per il loro design compatto e a elevata densità di potenza, adatti per l’uso nella maggior parte degli ambienti industriali, comprese le aree pericolose, che combinano la flessibilità e risposta dei servomotori con un’eccezionale efficienza energetica.

 

Per rispondere ai requisiti previsti di velocità e accuratezza di posizionamento e ai vincoli di spazio, Parkem ha contribuito a dimensionare e selezionare gli attuatori elettrici Exlar GSM di Curtiss-Wright. L’attuatore elettromeccanico GSM (figura 4) integra un servomotore a c.a. con una vite a rulli planetari in un insieme compatto. Le viti a rulli planetari offrono una spinta molto elevata e una vita lunghissima; l’integrazione del servomotore accoppiato direttamente alla vite a rulli ne migliora le prestazioni dinamiche e affidabilità. Per le applicazioni completamente automatizzate (figura 5), l’attuatore GSM può essere fornito con il dispositivo di feedback e i connettori del produttore del robot, assicurando un’integrazione senza soluzione di continuità con il controllore principale del robot come 7° asse.

Il concetto del controllo

Ogni sistema è controllato da un PLC, grazie al quale tutti i parametri dell’applicazione sono accessibili tramite un’interfaccia operatore touchscreen. Il PLC calcola il moto richiesto del cilindro elettrico per ottenere il dosaggio di materiale richiesto, e nelle applicazioni robotizzate permette di scaricare il materiale sincronizzandosi al movimento del master. Per rispettare i target di costo previsti, e ottenere nello stesso tempo le prestazioni richieste, è stato selezionato un azionamento Xenus con interfaccia di comunicazione CANopen.

Figura 5: Il sistema Vectodis montato su un braccio robotizzato

La trasmissione dei dati avviene in tempo reale attraverso il motion control standardizzato Device-Profile DS402. Con il sistema Vectomix, la trasmissione sincrona dei dati richiesti ai due servo-controllori avviene simultaneamente. L’attuatore Exlar GSM ha un encoder integrato. Gli anelli di corrente, velocità e posizione sono chiusi nel driver Xenus, semplificando il compito di ottimizzare i singoli anelli di controllo. La comunicazione in tempo reale e la regolazione dinamica, unite alla precisione dell’attuatore GSM si traducono in un dosaggio estremamente accurato e affidabile.

 

I vantaggi rispetto ad altre soluzioni pneumatiche sono evidenti: il monitoraggio e il controllo della posizione ad anello chiuso, insieme all’accoppiamento diretto del motore all’attuatore offrono una risposta di sistema a dinamica estremamente elevala, depositando in modo preciso il materiale. La comunicazione CANopen permette inoltre il facile accesso a numerosi parametri di controllo per l’adattamento del profilo, il monitoraggio e la diagnostica. Il supporto post vendita del sistema sarà disponibile localmente o da remoto, tramite l’applicazione per Windows TeamViewer.

Una soluzione integrata

Parkem, grazie all’ esperienza ingegneristica ottenuta sviluppando una vasta gamma di applicazioni, ha selezionato per questo progetto il cilindro elettrico GSM e il driver Xenus. La stretta collaborazione fra Parkem e Dopag si è tradotta in tempi di messa in opera ristretti, ottimizzazione dei parametri di controllo, che ha portato a prestazioni complessivamente superiori alle aspettative.

 

David Hansen, Direttore Marketing, Exlar Actuation Solutions, Curtiss-Wright Corporation