Raggiungere la precisione di posizionamento del trasportatore automatizzato

Con il rapido progresso dell’automazione della produzione, i trasportatori non vengono utilizzati solo per il trasporto ma anche per il posizionamento accurato di materiali (o prodotti). Spesso sono tenuti a consegnare il prodotto in un luogo preciso in modo coerente. Durante il trasporto del prodotto tramite trasportatore, la scelta dell'attrezzatura avrà un notevole impatto sulla capacità del sistema di consegnare in modo affidabile una posizione target, sia stazionaria (indicizzazione) che dinamica. Questo articolo esplora alcuni tipi di trasportatori comuni e confronta gli intervalli di precisione di posizionamento che potresti aspettarti da ciascun tipo.

Di seguito, utilizzeremo i risultati pubblicati da Dorner Manufacturing nel 2019 per confrontare le prestazioni della puleggia coronata e del trasportatore con guida a V zigrinata, oltre ai dati pubblicati da vari produttori di trasportatori. Molti fattori possono influenzare la posizione del prodotto finale. Tuttavia, per questa discussione, si presuppone che il materiale possa essere posizionato con precisione e possa spostarsi senza scivolare sulla superficie del nastro e senza l'utilizzo di dispositivi di fissaggio aggiuntivi.

Storicamente, i trasportatori hanno semplicemente fornito un metodo per trasportare i prodotti da un luogo a un altro. L’utilizzo dei trasportatori nel settore manifatturiero è ampiamente accettato come essenziale, in quanto forniscono numerosi vantaggi facilmente riconoscibili. Sebbene considerati critici, spesso rappresentano un ripensamento nel processo di progettazione del sistema.

Uno dei vantaggi più riconosciuti è la riduzione della manodopera coinvolta nel trasporto del prodotto tra i processi di produzione. Un altro vantaggio chiave è la riduzione del lavoro in corso (WIP), che può comportare una riduzione dei costi di trasporto del materiale o, in alcuni casi, perdite dovute a scarti (gli scarti possono verificarsi quando il materiale viene collocato in contenitori o movimentato durante il trasporto). In alternativa, in alcune applicazioni, i trasportatori possono essere utilizzati per aumentare intenzionalmente il materiale come buffer tra i processi per migliorare l'efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE). La sicurezza può essere un fattore cruciale nell’utilizzo dei trasportatori poiché allontanano i lavoratori dal contatto diretto con i macchinari e possono potenzialmente eliminare alcune lesioni da movimenti ripetitivi.

Per questo articolo è importante chiarire alcuni termini. Il tracciamento del nastro, come utilizzato in questo caso, si riferisce al movimento laterale (asse x) che si verifica durante il funzionamento del nastro trasportatore. Questo movimento si basa sulla posizione della superficie del nastro rispetto alla linea centrale del mandrino di trasmissione e di rinvio. Sebbene sembri simile, il tracciamento del trasportatore (asse y) viene utilizzato nelle applicazioni robotiche in cui la velocità del trasportatore in movimento viene calcolata in modo che un robot possa raccogliere o posizionare oggetti in movimento sulla superficie dinamica. Il termine deriva si riferisce alla discrepanza tra la distanza di rotazione percorsa dalla circonferenza del mandrino di trasmissione e la distanza effettiva percorsa dalla cinghia. Questa variazione è anticipata e la posizione effettiva è causata da un microslittamento della cinghia sull'albero motore.

I trasportatori a fuso coronato sono stati utilizzati per spostare carbone e minerali sin dalla loro invenzione nel 1892 da Thomas Robins. Nel 1913, Henry Ford introdusse il nastro trasportatore nella sua catena di montaggio presso la Ford Motor Company. A quel tempo, i trasportatori si affidavano principalmente al design del mandrino coronato. La corona si riferisce ad un perno con un diametro leggermente maggiore al centro della superficie motrice rispetto ai bordi. È affascinante il fenomeno fisico per cui i nastri trasportatori seguono il diametro maggiore del mandrino e quindi sono autocentranti o traccianti. Questo metodo di tracciamento dei trasportatori è accettato da oltre un secolo.

Quando viene spinta da un lato, la cinghia tornerà automaticamente al centro del perno. Il fatto che la cintura si autocentri dopo la rottura riconosce che può anche spostarsi in una certa misura o essere spinta lateralmente fuori posizione. Ciò può verificarsi per vari motivi, ad esempio incoerenze del nastro, carico non uniforme sul nastro o trasferimento di materiale su o fuori da un trasportatore con forze laterali, come un trasferimento laterale di prodotti. Vale la pena notare che quando si corre nella direzione non preferita, la capacità della puleggia coronata di seguire con precisione è piuttosto scarsa. La direzione preferita è con la puleggia del mandrino condotto all'estremità di scarico.