I sistemi lineari a pignone e cremagliera di Wittenstein sono in grado di anticipare le esigenze di un mercato sempre più difficile, frenetico e in continuo cambiamento.
Negli ultimi anni ha investito più di 100 milioni di euro in nuovi macchinari, tecnologie e personale specializzato, aumentando la propria capacità produttiva di riduttori e componenti da 280.000 a oltre 400.00 anno; ad oggi ha depositato circa 360 brevetti e registrato 150 marchi.
Stiamo parlando di Wittenstein, punto di riferimento per innovazione, precisione ed eccellenza nelle trasmissioni meccatroniche, nonché strutturato Gruppo industriale che opera attraverso sei divisioni che sviluppano e commercializzano riduttori epicicloidali di precisione, attuatori rotativi e lineari, servoazionamenti, sistemi lineari a pignone e cremagliera, micromotori, componenti per le nanotecnologie e l’industria 4.0.
Una di queste è Wittenstein alpha, divisione che mette a disposizione un’ampia gamma di sistemi lineari a pignone e cremagliera che prevedono la perfetta integrazione dei componenti e garantiscono massima efficienza e densità di potenza, oltre a una rigidezza senza compromessi per una dinamica e una precisione di assoluto livello.
Inoltre, fornisce vari servizi dalla fase di progettazione, con la verifica del dimensionamento, fino al montaggio e alla messa in servizio.
Combinazione perfetta
Ogni asse Wittenstein alpha è interamente personalizzabile sfruttando i numerosi riduttori, attuatori, pignoni e cremagliere che vengono combinati in modo ottimale grazie al software di calcolo e dimensionamento cymex®5.
Variando i parametri di uniformità di rotazione, precisione di posizionamento e forza di avanzamento richiesti, si possono identificare tre macro-sistemi: Value, Advanced e Premium.
Premium Linear System rappresenta il top di gamma per macchine utensili e sistemi di automazione ad alta dinamica.
Abbinato, per esempio, al riduttore del segmento Premium XP+ (da poco anche in versione High Torque, che lo rende il riduttore a più alta densità di coppia esistente oggi sul mercato) è indicato per trasmissioni singole con range fino a 11.000 N, mentre con la serie Premium RP+ è molto apprezzato anche in applicazioni master-slave con precarico elettrico e raggiunge forze di avanzamento fino a 112.000 N.
Entrambi configurabili anche in versione coassiale, angolare o con attuatore, tali riduttori consentono di raggiungere valori incrementati in media del 150%, rispetto agli standard reperibili sul mercato.
Rappresentano, invece, la soluzione ideale per applicazioni con requisiti medio-alti i sistemi Advanced Linear System.
Ne sono un tipico esempio le macchine utensili o per il settore plastico su cui vengono montati molto spesso riduttori del segmento Advanced, come i riduttori con albero SP+ e con flangia in uscita TP+.
Con questi ultimi e le rispettive versioni ortogonali può essere usato anche in configurazione master-slave con spinte fino a 21.000 N, mentre con gli SP+ (anche in versione angolare) trova prevalentemente impiego come trasmissione semplice entro il range di 12.000 N.
Value Linear System, infine, è progettato per applicazioni lineari che non richiedono prestazioni estreme.
In combinazione, ad esempio, con i riduttori della serie NP può essere montato su impianti per taglio al plasma o laser, macchine piega-tubi o per la lavorazione del legno fino a 8.000 N.
Con i riduttori a vite senza fine NVS può essere, invece, utilizzato su robot di saldatura, pick&place o 7° asse.
Soluzione premium per alte prestazioni in fresatura
Un vincente esempio applicativo dei sistemi lineari Wittenstein Premium Linear System è dato dalle fresatrici a portale di Zimmermann GmbH che progetta, sviluppa e produce questo tipo di macchina per una molteplicità di settori industriali.
Stiamo parlando di performanti impianti caratterizzati da ampie superfici di lavoro, dinamiche e portate di fresatura estremamente elevate, così come eccellenti superfici di finitura.
Peculiarità operative che permettono di lavorare leghe leggere, plastiche o materiali compositi, tanto quanto acciaio e ghise.
Le masse movimentate sono molto ridotte per favorire la lavorazione di pezzi di grandi dimensioni o anche forme molto complesse in tempi ridotti.
Il design della macchina riduce al minimo le vibrazioni e consente di raggiungere la massima precisione e la massima qualità della superficie oltre ad alte prestazioni di fresatura.
In particolare, con la nuova fresatrice a portale FZ33, Zimmermann ha voluto aumentare in modo significativo la rigidità del sistema, la velocità, l’accelerazione e il jerk rispetto alle serie precedenti.
Il sistema lineare a pignone e cremagliera di Wittenstein alpha ha convinto il team di sviluppo del costruttore tedesco sotto tutti i punti di vista: l’utilizzo del riduttore epicicloidale ad alte prestazioni RP+, con elevata rigidezza torsionale e di ribaltamento, dà una rigidità di sistema molto alta su tutta la lunghezza dell’asse.
Questo permette di raggiungere velocità, accelerazioni e precisioni elevate sugli assi X, Y e Z in lavorazione HSC (High Speed Cutting).
L’esecuzione RP050S sull’asse Z è in grado di supportare tutte le forze e, di conseguenza, non è più necessario utilizzare una compensazione idraulica delle masse ed è possibile ridurre il numero dei componenti e i costi di montaggio e regolazione.
Grazie all’uso della cremagliera, è possibile raggiungere lunghezze degli assi molto importanti; cosa impossibile utilizzando vite a ricircolo di sfere.
La macchina consente aree di lavorazione fino a 40.000 millimetri sull’asse X, fino a 6.000 millimetri sull’asse Y e fino 3.000 millimetri sull’asse Z.
La trasmissione a cremagliera è uniforme e robusta in tutti gli assi lineari. La finitura della superficie e la precisione soddisfano gli standard più elevati.
Tanto per fare un esempio, la precisione volumetrica raggiunge i 55 µ.
Inoltre, Premium Linear System garantisce un risparmio energetico superiore in confronto a una soluzione con motore lineare.
Come montare e spinare le cremagliere in tempi record
I principi per una corretta spinatura sono stati sanciti nel lontano 1918 con la prima norma tecnica tedesca, la DIN 1.
Allora come oggi, questo sistema di bloccaggio ad accoppiamento geometrico assicura un’alta precisione di posizionamento, evitando sovraccarichi, aspetto di particolare importanza per applicazioni con cremagliere.
In caso di carichi elevati, ad esempio al verificarsi di collisioni o arresti d’emergenza, questo sistema permette di evitare lo slittamento della cremagliera, evento che può determinare errori di allineamento o passo in corrispondenza della giunzione tra due cremagliere, provocando il malfunzionamento dell’intero sistema pignone-cremagliera.
Su assi soggetti a carichi elevati, la spinatura delle cremagliere è, quindi, assolutamente necessaria per eliminare ogni possibile rischio di guasto o fermo macchina.
Con il nuovo sistema di montaggio e spinatura senza trucioli, Wittenstein alpha è riuscita a semplificare al massimo un’operazione solitamente molto onerosa, soprattutto su assi lunghi.
Il nuovo metodo esprime molto bene l’approccio innovativo dei sistemi a cremagliera della stessa Wittenstein alpha.
Già con il sistema di montaggio semplificato, rispetto a quello tradizionale, che richiede una serie di regolazioni ripetitive e onerose tramite morsetti e con superfici di riscontro da realizzare sul basamento, si dimezzano i tempi per montare le cremagliere al basamento macchina.
In aggiunta, con INIRA®, acronimo di INnovation-In-Rack-Assembly, è ora possibile spinare le cremagliere in molto meno tempo, senza forature in opera.
Il sistema offre così ai costruttori di macchine numerosi vantaggi: per spinare la cremagliera non è più indispensabile forare in opera e ripulire il basamento dai trucioli con grande dispendio di tempo, ma i fori necessari vengono realizzati in tolleranza durante la produzione del basamento stesso.
Il kit di montaggio, composto da spina e boccola brevettate, permette di spinare semplicemente con un martello di gomma e una chiave a brugola.
Il risparmio di tempo è sorprendente: con INIRA® è possibile spinare una cremagliera in modo sicuro in meno di 1 minuto, rispetto ai 30 – 45 minuti richiesti dal metodo tradizionale.
Grazie alla semplicità di smontaggio e riutilizzo, questo sistema permette una rapida sostituzione delle cremagliere in interventi di manutenzione o di retrofitting della macchina.
di Marcella Trapp