Pick and place con sistema gantry Rollon: ecco perché conviene

Decidere di implementare un sistema gantry oppure un robot per la propria applicazione produttiva non è così immediato come potrebbe sembrare.

Per automatizzare un'attività semplice, ma time consuming e potenzialmente pericolosa nella propria fabbrica, un'azienda che produce pannelli truciolari ha soppesato i vantaggi di un sistema con attuatori e gantry rispetto a quelli offerti da un sistema robotico.

Robot o Gantry?

Chicago Electric è stata contattata per progettare un sistema di automazione per impilare gli schermi metallici utilizzati per realizzare i pannelli truciolari.

Questi schermi vengono impilati alla fine del processo e rimandati all'inizio della linea per il riutilizzo nel ciclo successivo.

Il processo manuale prevedeva la presenza di due operai, posti ai lati opposti della linea.

Lo scarso valore aggiunto del task su cui erano impiegati i due operatori ha spinto l’azienda a ottimizzare il processo introducendo l’automazione. 

«Dopo aver considerato fattori importanti come il costo e l'efficienza, abbiamo scelto un sistema gantry invece di un robot», ha affermato Bob Kaska di Chicago Electric.

L'utilizzo di un gantry richiede meno manutenzione rispetto a quella necessaria per mantenere in efficienza un robot, poiché utilizza solo due motori invece di sei.

L’applicazione inoltre garantisce portate e capacità maggiori rispetto a quelle che può offrire un robot.

Inoltre, la gamma di movimenti richiesti e il peso del prodotto movimentato, avrebbero reso l’implementazione robotica una soluzione almeno due volte più costosa della soluzione gantry.

Chicago Electric ha progettato un sistema a portale X-Z per impilare gli schermi metallici costruito attorno a una coppia di attuatori Rollon accoppiati.

L’automazione del task ha reso possibile dislocare gli operatori su attività di maggior valore, migliorando ergonomia ed efficienza della fase. 

«La scelta di intraprendere un percorso di automazione è stata mossa principalmente dalla necessità rendere maggiormente sicura l’applicazione» ha detto Kaska.

«Il compito prevedeva movimenti ripetitivi e il coordinamento di due persone. Per posizionare lo schermo sul nastro in movimento, era necessario che gli operatori si trovassero in prossimità delle apparecchiature: questo li esponeva a potenziali rischi».

Attuatori lineari Rollon, una soluzione affidabile 

La maggiore difficoltà nello sviluppare l’applicazione è stata trovare un attuatore che soddisfasse tutti i requisiti dell’applicazione.

Gli elementi da considerare quando si seleziona un attuatore sono la precisione, la ripetibilità, la capacità e la lunghezza della corsa. Per approfondire questo argomento leggi anche l'articolo "Attuatori lineari: cosa sono e come sceglierli"

Per questo sistema gantry, Chicago Electric ha scelto gli attuatori lineari R-SMART 160 e SC-130 di Rollon.

Con un carrello realizzato in alluminio anodizzato lavorato, l'R-SMART 160 utilizza una doppia guida lineare, anziché una singola, per fornire capacità di carico a momento più elevate e gestire correttamente la quantità di peso richiesta.

L'SC-130, parte della serie PLUS di Rollon, si monta direttamente sull'unità R-SMART senza piastra di adattamento.

Questo attuatore presenta anche un'elevata capacità e una maggiore rigidità. Un'altra caratteristica importante dell'SC-130 è il suo carrello stazionario e l'estrusione mobile. Questa caratteristica rende l'attuatore una buona scelta per applicazioni.

Riduzione del tempo ciclo

Il sistema a portale X-Z progettato da Chicago Electric è un sistema pick-and-place che riduce il tempo di ciclo da 30 a 15 secondi, migliorando allo stesso tempo la sicurezza.

Questo sistema pick-and-place completamente automatizzato viaggia per 3,7 m in orizzontale e 1,2 m in verticale per impilare gli schermi metallici.

L'asse X del sistema ha velocità di 1,3 m/s e una forza di 270 kg. Il suo asse Z ha una corsa di 122 cm e una forza di 224 kg.

Sempre sull'asse Z, il gantry è dotato di un utensile magnetico per impieghi gravosi che si ribalta quando l'utensile scende. Il sistema pick-and-place di Chicago Electric presenta anche una barra di intestazione da 1,27 cm che è impegnata da un trasportatore a catena e utilizzata per collegare gli schermi in acciaio.

Durata estesa del sistema

Gli ingegneri Rollon hanno stabilito che il momento dell'asse Z su R-SMART sarebbe il fattore limitante in questo sistema a portale X-Z.

Con una velocità massima di 1,5 m/s, un'accelerazione di 33 g e un fattore di sicurezza 1/3, questo attuatore ha un Mz di 1192 Nm, che rientra ampiamente nel limite di 5707 Nm. Rollon ha eseguito un calcolo della longevità della soluzione stimandola a 21 anni. 

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