Trasmissioni di potenza affidabili e precise senza backlash che vada a inficiare la rigidità torsionale compromettendo così la precisione nella trasmissione del moto è una necessità perseguita da molti settori tra i quali robotica, automazione, optronica, nucleare, sistemi di puntamento e quant’altro.
Rational Mechanics ha effettuato studi e ricerche arrivando a proporre una nuova tipologia di motoriduttore capace di garantire zero backlash e ora lo studio di ingegneria è alla ricerca di partner per industrializzare tale tecnologia.
i.mgb.ZB: il motoriduttore a zero backlash
i.mgb.ZB, acronimo di motor gear box Zero Backlash, è un motoriduttore sviluppato per risolvere esigenze specifiche della automazione industriale 4.0 e della meccatronica in generale. Si tratta di un componente innovativo da utilizzare dove sia richiesta precisione assoluta con movimentazione e posizionamento a zero backlash dell’albero lento.
Come funziona il motoriduttore senza backlash?
Il cinematismo su cui si basa il motoriduttore può essere equiparato per caratteristiche funzionali alle viti a ricircolo di sfere con precarico della madrevite solo che, a differenza di queste, il principio si attua su moto rotatorio continuo e non su una lunghezza definita come nel caso degli azionamenti lineari; inoltre il precarico di azzeramento backlash è gestibile elettronicamente. La precisione assoluta del motoriduttore è conseguenza del principio cinematico ad anello chiuso e non il risultato di ingranaggi e lavorazioni meccaniche di altissima precisione e costo elevato. Questo permette la realizzazione di prodotti di qualità e precisione scientifica utilizzando componenti di qualità industriale.
Caratteristiche principali di i.mgb.ZB
Le caratteristiche iniziali del i.mgb.ZB non degradano nel tempo e si mantengono tali per tutta la vita utile del motoriduttore. i.mgb.ZB possiede due caratteristiche fondamentali dalle quali si derivano una serie di altre prestazioni che potranno essere implementate in funzione delle necessità specifiche di utilizzo.
Le due caratteristiche sono:
- Rapporto biunivoco continuo tra albero veloce e albero lento (no backlash-no vibrazioni).
- Rigidità totale dell’albero lento nella posizione raggiunta. L’albero lento è tanto rigido in entrambi i sensi di rotazione quanto previsto dal calcolo dimensionale del motoriduttore.
L’organizzazione cinematica di i.mgb.ZB che determina le caratteristiche dei punti 1 e 2 danno luogo ad altre prestazioni originali di fattibile implementazione tra le quali:
- Controllo dinamico del gioco: permette il funzionamento continuo a gioco nullo, oppure l’annullamento del gioco in posizioni specifiche e gioco controllato al di fuori di queste. In una macchina con posizioni di fermate di lavoro 1, 2, 3,……n, i.mgb.ZB può azzerare il gioco nelle posizioni 1, 2, 3….n, ma coprire i tratti intermedi a gioco minimo e massima efficienza.
- Controllo elettronico bidirezionale e costante della coppia istantanea di lavoro.
- Controllo elettronico del precarico per azzeramento gioco: permette di ottimizzare il comportamento in funzione delle esigenze, in più permette di mantenere il precarico, o il gioco minimo, indipendentemente dalla temperatura dell’ambiente esterno e della temperatura interna del motoriduttore.
- Il controllo elettronico dell’azzeramento del gioco garantisce le prestazioni iniziali che non degraderanno nel tempo. A tal proposito i sistemisti potranno implementare routine di controllo del gioco secondo propri criteri, a partire da un controllo ad ogni avviamento, fino al controllo continuo durante il funzionamento.
- Centralina elettronica embedded per il monitoraggio in tempo reale dei sensori interni a i.mgb.ZB. I dati rilevati ed elaborati dalla centralina vengono condivisi in rete con le unità di calcolo esterne adibite all’ottimizzazione dei parametri di utilizzo, alla gestione della manutenzione programmata dei singoli componenti ed alla prevenzione dei guasti (Encoder, celle di carico, temperatura interna/esterna, vibrazioni, accelerometri, livello olio, etc.)