Fresatrice CNC i suoi vantaggi

Vantaggi della Fresatrice CNC

Le fresatrici CNC stanno rivoluzionando il settore manifatturiero. Questi macchinari utensili avanzati offrono numerosi vantaggi rispetto alle tecniche di lavorazione tradizionali. In questo articolo, vi farà scoprire  i vantaggi della fresatrice CNC, spiegando perché sono la scelta ideale per una produzione efficiente e precisa.

Cos'è la Fresatrice CNC, e come funziona?

Una fresatrice CNC (Controllo Numerico Computerizzato) produce componenti di alta qualità con un elevato livello di dettaglio e finitura. Le fresatrici CNC utilizzano utensili rotanti per tagliare il materiale, con istruzioni provenienti da un programma.

La funzione e le coordinate della fresa sono controllate dal computer della fresatrice, con un intervento umano minimo necessario per completare la produzione.

Le fresatrici CNC sono progettate per produrre in serie numerosi componenti in vari materiali e plastiche. La funzione principale di una fresatrice consiste nel tagliare meccanicamente un pezzo nella forma desiderata.

Quali sono i vantaggi della fresatrice CNC?

Precisione e ripetibilità migliorate

Uno dei maggiori vantaggi derivanti dall'utilizzo di una macchina CNC è la maggiore precisione e ripetibilità che offre. Ciò è dovuto al fatto che queste macchine sono controllate da computer, il che significa che possono eseguire compiti con precisione costante. Ciò è particolarmente utile se lavori su progetti che richiedono misurazioni o tagli precisi.

La precisione e la ripetibilità offerte dalle fresatrici CNC possono anche contribuire ad aumentare l'efficienza e la produttività. Questo perché sarai in grado di completare le attività più rapidamente e con meno errori. Questo può farti risparmiare tempo e denaro a lungo termine.

In generale la precisione delle fresatrici CNC è compresa tra 0,01 mm e 0,03 mm. La tolleranza della ripetibilità della macchina è la misura di quanto la macchina può riprodurre una parte. L'intervallo tipico per la ripetibilità della macchina CNC è compreso tra 0,003 mm e 0,01 mm.

Maggiore produttività

Un altro grande vantaggio derivante dall’utilizzo di una fresatrice CNC è la maggiore produttività che può offrire. Questo grazie al fatto che queste macchine possono eseguire compiti molto più rapidamente rispetto ai metodi tradizionali. Ciò può farti risparmiare una notevolmente il tempo sui progetti, che può essere utilizzato per completare più attività o assumere più clienti.

La velocità alla quale può lavorare una fresatrice CNC è determinata anche dai suoi assi. Le macchine con più assi consentono una maggiore velocità poiché possono muoversi in più direzioni contemporaneamente.

Le macchine CNC convenzionali hanno 3 assi lineari (X,Y,Z) e un asse rotazionale (A). Più assi ha una macchina, più forme complesse può produrre. Le moderne macchine CNC hanno fino a 15 assi, ma quelle più comuni ne hanno da 5 a 7.

 

Maggiore versatilità e flessibilità

Un altro grande vantaggio delle fresatrici CNC è la loro versatilità e flessibilità. Queste macchine possono essere utilizzate per tagliare un'ampia varietà di materiali, tra cui legno, metallo, plastica e altro. Ciò significa che possono essere utilizzati per una vasta gamma di progetti, sia grandi che piccoli.

Inoltre, le fresatrici possono essere dotate di una varietà di strumenti diversi, consentendo loro di eseguire una varietà di compiti diversi. Questa versatilità li rende uno strumento essenziale per qualsiasi negozio o azienda.

Le fresatrici CNC sono adatte per settori come quello automobilistico, aerospaziale, energetico e medico ma anche artigianale, produttivo e artistico in cui le parti devono essere prodotte in modo rapido e preciso da una vasta gamma di materiali.

Quanto più flessibile è la fresatrice CNC, tanto più sarà in grado di fare, ma anche più costosa sarà.

 

Sicurezza migliorata

Come ogni cosa nella vita, le persone commettono errori. In una fabbrica, questi errori possono talvolta essere costosi o addirittura pericolosi.

La maggiore sicurezza offerta dalle fresatrici è un altro grande vantaggio derivante dall’utilizzo di queste macchine. Ciò è dovuto al fatto che queste macchine sono controllate da computer, il che significa che possono eseguire compiti con precisione costante. Ciò elimina la necessità di operatori umani, il che può contribuire a ridurre il rischio di incidenti.

Inoltre, le fresatrici sono generalmente dotate di caratteristiche di sicurezza che possono aiutare a proteggere sia gli operatori che gli astanti. Queste funzionalità possono includere elementi come pulsanti di arresto di emergenza e protezioni.

Mentre i metodi antiquati richiedevano che i lavoratori si trovassero in prossimità delle macchine mentre erano in funzione, le fresatrici CNC possono essere azionate da remoto. Ciò contribuisce a migliorare la sicurezza mantenendo i lavoratori a distanza di sicurezza dalle macchine.

Tuttavia, senza l’intervento umano, queste macchine non possono funzionare e qualcuno deve caricare e scaricare i pezzi da lavorare.

Pertanto è importante tenere informati tutti i lavoratori sui rischi e sui pericoli associati alle fresatrici CNC. Con corsi di formazione sulla sicurezza, tutti possono rimanere al sicuro mentre queste macchine sono in funzione.

Risparmi

Uno dei principali vantaggi delle fresatrici è il risparmio sui costi che possono offrire. Questo grazie al fatto che queste macchine possono essere utilizzate per produrre pezzi in modo rapido e preciso, senza la necessità di strumenti o materiali costosi. Inoltre, le macchine CNC possono essere gestite da un singolo operatore, il che può aiutare a ridurre i costi di manodopera.

Le fresatrici CNC sono uno strumento essenziale per qualsiasi azienda o individuo che lavora con legno, metallo o plastica. Se stai cercando una macchina che possa aiutarti ad aumentare la tua efficienza e produttività, una fresatrice CNC potrebbe essere l'opzione perfetta per te.

Con le moderne macchine CNC è possibile passare da una tecnologia di lavorazione all'altra molto facilmente senza alcun cambio d' utensile. Ciò aiuta a ridurre i tempi di configurazione e a migliorare la produttività.

Le macchine CNC sono inoltre dotate di una serie di sensori che aiutano a migliorare la precisione e la sicurezza. Questi sensori possono rilevare cose come la rottura dell'utensile, i difetti dei materiali e altro ancora. Queste informazioni possono quindi essere utilizzate per apportare modifiche al processo di lavorazione, al fine di migliorare la qualità delle parti finite.

 

Conclusione

Nel complesso, le fresatrici CNC offrono una serie di vantaggi che possono farti risparmiare tempo e denaro. Queste macchine sono controllate da computer, il che significa che possono eseguire compiti con precisione costante. Inoltre, le fresatrici sono generalmente dotate di caratteristiche di sicurezza che possono aiutare a proteggere sia gli operatori che gli astanti.

 

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Centro di Lavoro Controllo Numerico: Futuro della Produzione di Precisione

Centro di Lavoro Controllo Numerico: Futuro della Produzione di Precisione

L'innovazione nel settore della produzione sta facendo passi da gigante. In particolare, il centro di lavoro a controllo numerico (CNC) rappresenta il futuro della produzione di precisione. In questo articolo troverai tutte le risposte su cosa sono, come funzionano e perchè usare i centri di lavoro a controllo numerico. 

Se sei alla ricerca di informazioni dettagliate e tecniche ma presentate in modo accessibile, sei nel posto giusto.

 

Cosa Sono i Centri di Lavoro a Controllo Numerico?

Un centro di lavoro a controllo numerico è una macchina utensile automatizzata che grazie all'utilizzo di computer è in grado  di controllare gli utensili di lavorazione e capace di eseguire svariate operazioni lavorative simultaneamente

 Utilizzando software di programmazione avanzati, i centri di lavoro CNC possono realizzare parti  che sarebbero impossibili da creare manualmente. 

 

Come Funziona un Centro di Lavoro a Controllo Numerico?

Il centro di lavoro a controllo numerico è capace di eseguire svariate operazioni di lavorazione come fresatura, foratura, alesatura, e filettatura grazie a programmi software che traducono le istruzioni digitali in movimenti fisici della macchina.
I centri di lavoro CNC sono progettati per essere versatili, inoltre, sono dotate di movimenti multiasse: questo significa che la macchina può muoversi lungo più direzioni, consentendo così la realizzazione di forme tridimensionali complesse.

Inoltre alcuni centri di lavoro offrono la possibilità di essere monitorati a distanza; questa caratteristica consente agli operatori di monitorare e regolare le operazioni anche da posizioni remote, migliorando la flessibilità operativa.

 

Perché Usare un Centro di Lavoro a Controllo Numerico

L'uso dei centri di lavoro a controllo numerico offre numerosi vantaggi, che siano dall'aumento della produttività alla fino alla precisione senza pari. Ma scopriamo meglio come ti aiuta:

  • Precisione e Ripetibilità:

          I centri di lavoro CNC sono in grado di garantire che ogni pezzo prodotto sia identico all'altro

 

  • Efficienza Operativa

    Questi macchinari possono operare 24/7 con interventi minimi, aumentando significativamente la produttività. La possibilità di automatizzare processi complessi riduce i tempi di produzione e i costi associati.

     

  • Versatilità

    I centri di lavoro CNC possono essere utilizzati per una vasta gamma di materiali, come metalli, plastiche, legno. Questa versatilità li rende ideali per diverse attività artigianali, produttive e artistiche.

     

  • Riduzione degli Sprechi

    Grazie alla loro precisione, i centri di lavoro CNC riducono gli sprechi di materiale, contribuendo a una produzione più sostenibile ed economica.

     

  • Sicurezza 

    Minimizza il rischio di errori e migliora la sicurezza sul luogo di lavoro, riducendo l’esposizione degli operatori a potenziali pericoli

 

Applicazioni del Centro di Lavoro a Controllo Numerico

Generale 

Le applicazioni dei centri di lavoro CNC sono molto ampie e coprono una vasta fetta  di industrie; in particolare nel settore automobilistico e aerospaziale, dove sono impiegati per produrre componenti di motori, e molti altri elementi meccanici; ma sopratutto nella meccanica di precisione, che si avvale dei centri CNC per la realizzazione di pezzi meccanici complessi; ed infine è consentita la fabbricazione di componenti elettronici minuti e complessi, fondamentale nell’epoca odierna.

Artigianale 

Anche gli artigiani e gli hobbisti utilizzano i centri di lavoro CNC per creare oggetti unici e complessi con materiali come legno e metallo. In particolare hanno rivoluzionato il settore della lavorazione del legno offrendo una vasta gamma di applicazioni:

  • Intaglio e Scultura di Dettagli Complessi
  • Lavorazione e Finitura Precisa:
  • Produzione di Componenti Modulari
  • Lavorazione di Materiali Compositi
  • Lavorazione di Superfici Curve e 3D:

Il Futuro dei Centri di Lavoro a Controllo Numerico

L'innovazione nel campo dei centri di lavoro CNC non si ferma mai. Ecco alcune tendenze future che potrebbero rivoluzionare ulteriormente questo settore:

Intelligenza Artificiale e Machine Learning

L'integrazione dell'IA e del machine learning nei centri di lavoro CNC permetterà di ottimizzare i processi produttivi in tempo reale, migliorando l'efficienza e riducendo ancora più gli errori.

Automazione Completa

I futuri centri di lavoro CNC potrebbero essere  automatizzati al 100% , riducendo ulteriormente la necessità di intervento umano e aumentando la produttività.

Sostenibilità

L'innovazione tecnologica permetterà di sviluppare macchinari CNC ancora più efficienti dal punto di vista energetico, contribuendo a una produzione più sostenibile che aiuta a salvaguardare il pianeta del futuro.

 Conclusione

Grazie alla loro precisione, efficienza e versatilità, i macchinari  CNC stanno già oggi rivoluzionando il modo in cui i prodotti vengono progettati e realizzati. Con l'innovazione continua e l'integrazione di nuove tecnologie, si potrà realizzare qualsiasi prodotto che si vuole con la massima qualità!

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Revo5 CNC modulare pantagrafo CNC

Revo5 CNC Modulare

Introduzione a Revo5: Il Pantografo CNC Modulare

Revo5 è il pantografo CNC modulare di Revolve Tech, progettato per offrire una produzione efficiente e precisa. Ogni singola piega del metallo, ogni vite, ogni dettaglio è stato accuratamente valutato per creare una macchina non solo funzionale e robusta, ma anche esteticamente piacevole. Revo5 rappresenta un'innovazione senza precedenti nel settore delle macchine CNC.

2. Design Innovativo e Funzionale di Revo5

La scelta del design modulare rende Revo5 unica nel suo genere. Questa caratteristica non solo migliora l'efficienza, ma anche la funzionalità e l'adattabilità della macchina. La modularità consente una configurazione personalizzata in base alle specifiche esigenze di produzione, garantendo risultati eccellenti in ogni applicazione.

3. Versatilità nelle Lavorazioni 2D e 3D

Revo5 è un progetto innovativo che ha portato alla creazione di una macchina cnc modulare senza precedenti nel suo genere. Questa macchina è estremamente versatile e in grado di eseguire lavorazioni sia in 2D che in 3D su una vasta gamma di materiali.

4. Assemblaggio Semplice e Veloce

Un elemento distintivo di Revo5 è la sua capacità di essere facilmente assemblata sul posto. Ciò che rende Revo5 unica è la sua capacità di essere completamente e facilmente assemblata sul posto. Questo approccio innovativo riduce notevolmente i costi del prodotto, i costi logistici e i tempi di consegna. Grazie alla sua modularità, Revo5 può essere personalizzata per soddisfare le esigenze specifiche di ogni cliente.

6. Facilità d'Uso e Interfaccia Intuitiva

La macchina è stata progettata con un’attenzione particolare alla facilità d’uso, consentendo anche a coloro che non sono esperti nel campo del CNC di utilizzarla in modo efficiente. Revo5 è dotata di una sofisticata interfaccia utente intuitiva, che semplifica la programmazione e il controllo delle operazioni.

I principali vantaggi di Revo5 includono:

  • Efficienza: Tempi di produzione ridotti grazie all'automazione e alla precisione della macchina.
  • Versatilità: Capacità di lavorare una vasta gamma di materiali e realizzare design complessi.
  • Riduzione dei Costi: Assemblaggio sul posto che riduce costi di prodotto e logistici.
  • Facilità d'Uso: Interfaccia utente intuitiva che semplifica la programmazione e il controllo delle operazioni.
  • Personalizzazione: Modularità che consente configurazioni personalizzate in base alle esigenze specifiche.

8. Conclusioni

Con la sua combinazione di versatilità, facilità d’uso e assemblaggio modulare, Revo5 rappresenta un importante passo avanti nel settore delle macchine CNC. Offre nuove opportunità per la produzione personalizzata, riducendo i costi e migliorando l’efficienza complessiva del processo produttivo. Scopri di più!


Attività laboratoriali Revolve & RUFA

Revolve & RUFA insieme per RUFA LAB

La ricerca è il cuore del LAB, il suo asse di trasmissione d’impulsi, la sua ragione d’essere.

A Roma, a San Lorenzo, nel quartiere della creatività, degli avamposti, delle tendenze e delle ragioni del domani. Lì, nello storico fabbricato industriale del Pastificio Cerere, vive il RUFA LAB, il centro di pensiero e produzione digitale che consente a tutta la community RUFA di progettare e creare grazie a macchinari, utensili e procedure situate a metà fra l’artigianato e la ricerca sperimentale.

Ma Cos'è RUFA LAB?

Un’Accademia viva e pulsante come RUFA non poteva non avere il suo laboratorio di fabbricazione digitale, le sue stanze plastiche, i suoi momenti di fusione fra arte e tecnologia.

Specifico per le produzioni di product design, lighting e multimedia design, il LAB serve ogni tipo di approccio manuale e creativo dell’Accademia. Rufa LAB è dotato di stampanti 3D, fresatrici, tagliatrici laser e di tutti gli utensili per scavare, scolpire, modellare, costruire, assemblare, insomma, creare!
Lo scopo principale della struttura è abbreviare la distanza tra pensiero, ideazione e realizzazione di un progetto. Pensiamo infatti, che nel percorso formativo alle professioni creative, essere i migliori coincida spesso con la verifica immediata delle proprie idee.

Da chi è condotto il RUFA LAB?

La conduzione delle attività laboratoriali è affidata al docente Giorgio Marcatili. Insieme al suo team, oltre ai processi di allestimento,
 presta assistenza a tutti gli studenti e docenti impegnati nell’uso dei vari apparati meccanici e digitali.

Giorgio è diventato imprenditore autonomo nella produzione di prodotti e semilavorati per la nautica. In particolar modo nella produzione automatizzata di tavole da Surf, tavole da Kitesurf ed altre amenità simili. Da sempre interessato di meccanica, elettronica e programmazione, in giovane età ha costruito la sua prima macchina a controllo numerico con cui realizzava pinne da windsurf. La passione per lo studio di queste materie lo ha spinto a fare della progettazione e realizzazione di macchine automatiche una delle sue ragioni di vita. Oggi è amministratore delegato di Revolve.


Revo5 al Maker faire 2019

In occasione della manifestazione europea Maker Faire 2019 abbiamo presentato il primo prototipo di Revo5. Da subito c’è stato un grandissimo interesse per il nostro concept. La conferma dell’intuizione che sta alla base di Revo5: realizzare un sistema di produzione a controllo numerico solido ed accessibile… Anche se a molti visitatori profani del prodotto è semplicemente piaciuto il design.

MACCHINA CNC DI GRANDI DIMENSIONI IN SCATOLA DI MONTAGGIO

Questo progetto è relativo ad una macchina CNC 3D di grandi dimensioni in scatola di montaggio. Tale macchina è stata progettata per essere facile da spedire, da montare, da operare e per essere sicura. L'uso ove possibile di software opensource o di facile accesso rendono la macchina assolutamente facile da operare ed accessibile per piccole attività produttive, startup o per appassionati che hanno necessità di uno strumento di produzione con caratteristiche industriali a costi contenuti.

La presentazione del primo prototipo di Revo5 alla Maker Faire 2019 rappresenta la possibilità di ricevere feedback preziosi. Inoltre l'evento ha contribuito a diffondere la consapevolezza sulle cnc tra il pubblico generale.

Per leggere l'articolo originale dal sito Rome Maker Faire, clicca qui.

Il team di Revolve sta crescendo e siamo entusiasti di annunciare che il progetto Revo5 verrà perfezionato. Il nostro obiettivo è rispondere al meglio alle esigenze dei nostri clienti! Non perdete l'opportunità di essere presenti alla prossima Fiera Maker Faire e scoprirete in prima persona le incredibili novità e miglioramenti che avremo apportato al progetto. Non vediamo l'ora di condividere con voi tutto ciò che avemo realizzato.

Grazie a un processo di sviluppo continuo, l'implementazione di tecnologie avanzate e il miglioramento dei componenti meccanici, il prototipo si è evoluto. Prende forma Revo5. Macchina CNC professionale e tecnologicamente avanzata, in grado di offrire prestazioni elevate e risultati di alta qualità nel campo della lavorazione controllata numericamente.


Movimentazione a pignone e cremagliera: pro e contro

I sistemi a pignone e cremagliera sono dispositivi moderni che offrono movimenti precisi, anche su  lunghezze illimitate.

Il movimento lineare è indispensabile per movimentare macchine in modo efficiente e controllabile. I meccanismi che generano il movimento lineare sono generalmente classificati in base alla velocità e all'accelerazione assiale, alle forze assiali rispetto al volume strutturale, alla durata, alla rigidità e alla precisione di posizionamento.

I due sistemi lineari più comuni sono i motori lineari e gli azionamenti a vite a ricircolo di sfere. Le unità a pignone e cremagliera sono spesso trascurate come tecnologia perché ritenute con precisione di posizionamento limitata. Tuttavia, questo presupposto non è corretto.

Superfici di montaggio rettificate con tolleranze ridotte, trattamenti superficiali resistenti all'usura, denti degli ingranaggi sbavati individualmente e design compatti e a bassa massa aumentano notevolmente le prestazioni di questi ultimi. In effetti, le trasmissioni a pignone e cremagliera si confrontano favorevolmente con i motori lineari e con le viti a ricircolo di sfere.

I sistemi a pignone e cremagliera di nuova generazione offrono prestazioni dinamiche elevate e distanze di movimento illimitate. Alcuni sistemi includono servo-ingranaggi e attuatori con gioco inferiore a 1 arcmin, efficienza pari al 98,5% e dimensioni molto più compatte rispetto alle combinazioni servomotore-ingranaggi standard. Alcune unità pignone preassemblate possono funzionare con precisioni prossime ai 10 µm, garantendo sicurezza e regolarità dei movimenti.

Le tipiche applicazioni a pignone e cremagliera comprendono macchine a portale, sistemi di trasporto e di imballaggio. Le capacità di carico di queste macchine vanno da qualche chilo a diverse tonnellate. I gruppi pignone e cremagliera di nuova generazione sono utilizzati anche nella lavorazione del legno, nel taglio rapido dei metalli e nelle macchine di assemblaggio.

Geometria e dettagli delle superfici di contatto

Le prestazioni dei sistemi a pignone e cremagliera sono notevolmente migliorate grazie ai progressi tecnologici di lavorazione dei metalli. Lo sviluppo di sistemi di lavorazione e rettifica all'avanguardia hanno consentito precisioni molto elevate per i sistemi a pignone e cremagliera.

Più specificamente, alcune cremagliere di alta qualità sono incise al laser. Ciò consente il raggiungimento di un errore di inclinazione cumulativo di ± 12 µm su una lunghezza di 500 mm. Grazie a questa elevata precisione si possono abbinare elementi di cremagliera in parallelo eliminando totalmente ogni tipo di gioco. Questo livello di precisione consente a diversi tipi di macchine di funzionare senza dispositivi di feedback esterni. Al contrario, altri sistemi lineari richiedono costosi dispositivi di feedback esterni per accertare l’esatto posizionamento.

Esistono poi cremagliere a denti elicoidali con un angolo di elica ottimizzato per un funzionamento più silenzioso a velocità più elevate e una maggiore capacità di carico grazie al rapporto di contatto del dente più elevato. L'errore di un sistema a denti elicoidali può raggiungere il valore incredibile di 3 µm. Questo tipo di soluzioni hanno un ottimo comportamento alle sollecitazioni di flessione consentendo maggiori capacità di carico. Gli ingranaggi elicoidali si innestano in modo uniforme e silenzioso. Questo aiuta a migliorare la finitura superficiale, ad esempio durante la lavorazione di pezzi a tolleranza stretta.

La chiave è la lubrificazione

I gruppi a pignone e cremagliera durano più a lungo se correttamente lubrificati. I sistemi opportunamente ingrassati sono anche in grado di raggiungere la massima velocità nominale. Per molti sistemi a pignone e cremagliera, il metodo più comune è un kit di lubrificazione automatico o un dispositivo di ingrassaggio. Questi dispositivi sono disponibili in varie configurazioni e sono controllati elettronicamente.

È possibile selezionare diverse impostazioni per controllare la quantità di grasso che scorre nel tempo. Tale quantità varia a seconda del ciclo di movimento della cremagliera e del pignone. Un contenitore carico mantiene la pressione quando non viene utilizzato; la chiusura di un consenso elettrico attiva il flusso.

Il grasso viaggia attraverso un tubo flessibile in un pignone di ingrassaggio cavo. Un ingranaggio in feltro con fori radiali in cui il grasso viene applicato alla cremagliera o al pignone attraverso i fori. Il design del sistema di lubrificazione determina quale metà del set è ingrassata attivamente. Ad esempio, la lubrificazione della cremagliera per un'applicazione ad alta velocità può essere studiata per impedire che il grasso venga espulso dalle forze centrifughe.

In ogni caso, la quantità corretta di grasso richiesta per l'applicazione può essere applicata automaticamente e accuratamente.

Montaggio di pignone e cremagliera

Le opzioni di montaggio abbondano per i sistemi a pignone e cremagliera. Alcune cremagliere utilizzano speciali superfici di montaggio per garantire maggior precisione. Altri offrono prestazioni adeguate anche con l'installazione di base. La flessibilità intrinseca del design può essere sfruttata per un migliore controllo. A differenza dei motori lineari a guida diretta, i gruppi pignone e cremagliera consentono regolazioni di dimensioni del pignone, dei rapporti di trasmissione e dello smorzamento. Lo lo scopo è di stabilizzare il controllo di sistemi ad anello chiuso.

Ci sono delle controindicazioni: montare il pignone e la cremagliera troppo distanti provoca un gioco che degrada la precisione. Un montaggio compromesso o disallineato può anche danneggiare i cuscinetti del riduttore. Ciò causerebbe maggiori assorbimenti di corrente del motore, rumore e persino guasti. Per prestazioni ottimali, un pignone deve essere opportunamente distanziato dalla cremagliera, montato su una superficie piana e perpendicolare al riduttore entro circa 25 µm per la maggior parte delle applicazioni.

I progressi nei sistemi di trasmissione a cremagliera e la riduzione dei prezzi vedono sempre più spesso questi azionamenti accoppiati a servomotori con encoder. I motori passo-passo sono un'opzione praticabile, ma i servomotori sono preferiti per la loro precisione.

Precarico

A volte, i sistemi a pignone e cremagliera sono precaricati per eliminare il gioco e aumentare la rigidità. Qui, due pignoni corrono sullo stesso rack. Un pignone principale guida il meccanismo come in una configurazione normale. Nel frattempo, un pignone schiavo può generare una coppia per applicare una forza opposta ai denti che impegna. In questo modo, l'inerzia e la resistenza impediscono il gioco, anche durante i cambi di carico; aumenta anche la rigidità del sistema e aumenta la dinamica di controllo.

Se i componenti sono selezionati correttamente, non ci sono svantaggi significativi nel precaricare un sistema a pignone e cremagliera. D'altro canto, il precarico meccanico può effettivamente ridurre la rigidità complessiva della macchina. Ad esempio, un pignone diviso caricato a molla ridurrebbe la rigidità del sistema:

Notare che a differenza del precarico elettronico più sofisticato, questi pignoni di precarico tradizionali non possono lavorare insieme. Uno si oppone sempre all'altro, il che riduce leggermente l'efficienza.

In set di pignone e cremagliera più sofisticati, il precarico elettronico è mantenuto al massimo mentre il sistema è fermo. I pignoni master e slave - entrambi alimentati attivamente - spingono i denti della cremagliera rivolti in direzioni opposte. Quando la macchina accelera, il pignone principale la spinge in avanti, mentre il pignone secondario diminuisce il precarico della forza opposta. Quando il sistema rallenta a una velocità costante, il pignone slave viene a contatto con il fianco del dente equivalente a quello impegnato dal pignone principale. Quindi i due pignoni guidano nella stessa direzione, evitando comunque il gioco.

Alla fine, quando il sistema decelera, il pignone slave ritorna ad applicare forza sul fianco del dente opposto, per aiutare a rallentare il carico.

Pignone e cremagliera rispetto alle viti a ricircolazione di sfere

Le viti a ricircolo di sfere non possono accelerare come i sistemi a pignone e cremagliera. Non possono neanche mantenere le stesse velocità. La loro rigidità è inferiore e meno costante.

I gruppi pignone e cremagliera hanno un momento di inerzia inferiore e una frequenza di risonanza più elevata oltre ad una maggiore efficienza rispetto alle viti a sfere. Ci sono meno componenti [leggi: più affidabilità] con notevole risparmio di tempo durante l'installazione. Inoltre, la lunghezza è illimitata.

Le viti a ricircolo di sfere possono generare errori cumulativi significativi per la lunghezza totale della corsa. Ad esempio, una deviazione di oltre quattro metri di corsa per un azionamento a vite a ricircolo può variare tra 300 e 1.700 µm. Anche la deviazione della vite a sfere con filettatura rettificata su quattro metri varia tra 30 e 110 µm. Con due sistemi a pignone e cremagliera accoppiati, l'errore cumulativo per la stessa lunghezza della corsa è tra 12 e 40 µm. Ciò rende i sistemi a pignone e cremagliera adatti anche per unità a portale.

Per applicazioni con lunghezze di spostamento elevate, le viti a sfere presentano momenti di inerzia elevati che limitano la velocità critica e la capacità di carico assiale (deformazione per carico Euleriano). Anche l'efficienza della vite a sfere precaricata raggiunge solo il 90% circa. Tali applicazioni a corsa lunga beneficiano nel passaggio ai sistemi a pignone e cremagliera, con un'efficienza del 97%.

Componenti complementari come i cuscinetti di supporto influiscono sulla rigidità della vite a sfere. Anche gli alloggiamenti o i fori dei dadi possono causare difetti, complicando la stabilità dinamica del sistema. Al contrario, le trasmissioni a pignone e cremagliera offrono una rigidità costante per l'intera lunghezza della corsa. Questo rende possibile un comportamento del sistema di controllo superiore. Infine, diversamente dai sistemi a pignone e cremagliera, le viti a ricircolo di sfere consentono un solo supporto per asse lineare e non sono idonee per applicazioni a corsa breve.

Indietro nel tempo

I dispositivi meccanici di movimento lineare - su cui si basano i gruppi pignone e cremagliera - risalgono all'invenzione della ruota nell'antica Mesopotamia. Intorno al 1100 a.C., gli assiri iniziarono a utilizzare piattaforme di tronchi rotanti per rendere più pratici gli oggetti in movimento. Dopo il Medioevo, durante la Rivoluzione scientifica del 1600, le regole e le pratiche dei mondi antichi - come quelle dell'Assiria e dei suoi sistemi di movimento lineare - furono osservate e talvolta adottate. Questa fase ha aperto la strada alla Rivoluzione Industriale del 1700 e 1800. In questo periodo sono emersi i primi dispositivi a pignone e cremagliera.

Un'importante applicazione che ha stimolato l'innovazione dei sistemi a cremagliera è stata il transito ferroviario. Più specificamente, nel 1800, le ferrovie a cremagliera furono utilizzate negli Stati Uniti e nei paesaggi più ripidi d'Europa. Queste ferrovie fanno uso di motrici dotate di pignoni motorizzati che impegnano una cremagliera dentata installata tra i binari di una ferrovia. È un meccanismo di trasmissione della potenza particolarmente utile per le applicazioni di arrampicata. La prima ferrovia a cremagliera al mondo è la Mount Washington Railway, nel New Hampshire. Operata per la prima volta nel 1868, è ancora in funzione. Un'altra ferrovia a cremagliera, la Vitznau-Rigi-Bahn in Svizzera, fu aperta pochi anni dopo.

Oggi, materiali moderni, trattamenti e produzione ottimizzata rendono i sistemi a pignone e cremagliera estremamente performanti. Spesso sono migliori dei componenti elettromeccanici e di altri componenti lineari in una miriade di applicazioni industriali gravose.

Articolo tradotto ed adattato da machinedesign.com