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giugno 2015
di queste macchine, Proteck ha intro-
dotto un modello ´plug and play´ per
officine di lavoro e fabbricazione che
includeva tutte le caratteristiche delle
macchine precedenti, ma utilizzava
un telaio saldato molto più leggero
ed economico. Il leader tecnologico
ha così introdotto il suo rivoluziona-
rio concetto di marketing secondo il
qualeunamacchinadi taglio laser non
dovrebbe essere più complessa di una
stampante laser da ufficio.
Nell´ambito di questa iniziativa conti-
nuativa, i suoi progettisti hanno consi-
derato con attenzione lameccanica di
trasmissione. Il costo delle viti a sfere
rettificate di precisione per una corsa
di 2,5 metri è elevato e il progetto
monoasse/monovite con carico ap-
peso richiede cuscinetti delle guide di
motion lineare più robusti e costosi
per un supporto adeguato. Inoltre,
per mantenere buone prestazioni di-
namiche, la vite a sfere deve avere un
grande diametro per consentire ele-
vate velocità di rotazione, incremen-
tando in tal modo le dimensioni del
servomotore del servoazionamento.
Spinte dalla necessità di produrre
macchine di corsa ancora maggiore,
in grado di lavorare lamiere piane
più grandi, Proteck e Kollmorgen EU
hanno iniziato a considerare alcune
questioni centrali: Come mantenere
le prestazioni di ripetibilità bidirezio-
nale di +/- 10 micron e di velocità li-
neare fino a 110m/min richieste dalle
macchine? Come ridurre la potenza
richiesta e ottenere una maggiore
efficienza? Come spingere ulterior-
mente al ribasso i costi dei compo-
nenti powertrain? Il risultato è stato
l´introduzione di un innovativo si-
stema di azionamento a cremagliera
e pignone per l´asse inferiore a corsa
lunga della macchina per un nuovo
centro di lavoro laser a ponte a 3 assi
che include due assi X inferiori sincro-
nizzati, che supportano un asse Y a
portale e un asse Z verticale.
Cremagliera e pignone.
La conce-
zione iniziale ha considerato la tec-
nologia dei motori lineari per i doppi
assi X sincronizzati a corsa lunga,
ma il costo di questa soluzione era
proibitivo per il settore di mercato
al quale Proteck voleva destinare la
macchina. È stato quindi sviluppato
il concetto di progettazione conve-
niente della cremagliera e pignone
di Proteck, con la consapevolezza che
sarebbe stato necessario raggiungere
le stesse prestazioni di gioco e ripeti-
bilità seguendo un nuovo approccio.
Lo speciale meccanismo di precarico è
stato realizzato montando il pignone
e il suo motore su un cerchio pilota
eccentrico, con una geometria dei
denti d´ingranaggio che ha permesso
il pieno contatto frontale sul riduttore
e la regolazione in-situ per minimiz-
zare le perdite di motion e l´isteresi.
Ciò ha funzionato più che adeguata-
mente sull´attuale puntodi interfaccia
fra cremagliera e pignone ma, dopo
la combinazione con un servomotore
rotativo standard che richiedeva un ri-
duttoreplanetarioal finedi sviluppare
la coppia richiestaper pilotare il carico,
il gioco del riduttore, benché relativa-
mente basso, si è rivelato proibitivo.
La risposta è stata quella di progettare
la trasmissione cremagliera e pignone
basandola sul motore di azionamento
diretto serie KMB Kollmorgen.
Accoppiamento diretto.
I pacchi
statore e rotore separati del KBMven-
gono ora forniti sotto forma di kit e
montati direttamente sulla macchina
da Proteck con il suo sistema di cusci-
netti e la carcassa di protezione, con
connettori incorporati di potenza ed
encoder. La disposizione di montag-
gio accoppia direttamente l´albero
pignone di grande diametro al ro-
tore come un singolo gruppo robu-
sto, limitando le perdite di motion e
le potenziali armoniche indesiderate
che potrebbero risultare da un accop-
piamento flessibile. Il gioco estrema-
mente ridotto del progetto risultante
è stato provato sul campo, mentre le
sue specifiche dinamiche e di throu-
ghput sono molto vicine a quelle di
un servomotore lineare. Il sistema a
cremagliera e pignone è inoltremolto
resiliente alle polveri e non richiede il
grado di protezione che sarebbe ri-
chiesto da un sistema motore lineare
per un ambiente di lavorazione laser.
Inparolepovere, il sistemacremagliera
e pignone Proteck, combinato con i
motori KBM a presa diretta Kollmor-
gen ha meno parti, è più efficiente
sul piano energetico e offre mag-
giori velocità e precisione, riducendo
il gioco e le perdite di motion molto
al di sotto delle specifiche desiderate.
Come parte intrinseca del progetto,
sono stati utilizzati i servozionamenti
S700 Kollmorgen con la loro capacità
di feedback multiplo, con feedback
sia da resolver, montato sul motore
I motori KBM offrono un notevole grado di
libertà per configurare i servoassi in un modo
ottimizzato nello spazio grazie al loro design
modulare variabile.