GUIDA AI SISTEMI DI AVVITATURA AUTOMATICI
I moderni sistemi di avvitatura automatici aumentano l’efficienza, ottimizzando i processi di qualità e riducendo i costi. Ma in quali settori si utilizzano i sistemi di avvitatura automatici? Quali sono gli innovativi metodi di serraggio? Vi illustriamo tutto in questa guida.
I moderni sistemi di avvitatura sono utilizzati nell’industria elettronica, del legno e aeronautica così come nel settore della mobilità elettrica, dell’ingegneria meccanica, delle telecomunicazioni, nonché nella produzione di elettrodomestici e dispositivi medici. Per WEBER il più grande campo di applicazione è costituito dall’industria automobilistica e dalla costruzione di carrozzerie
Massima affidabilità e giunzioni durature o singole parti smontabili sono elementi chiave nella produzione di carrozzerie. In questo campo sono richiesti sistemi di avvitatura a livello professionale poiché i requisiti dei materiali sono elevati. Gli elementi di giunzione devono essere leggeri, resistenti ed economici.
In passato si utilizzava la saldatura. La produzione moderna invece è cambiata. Oggi i professionisti ricorrono a sistemi di avvitatura automatici – altamente flessibili, molto sicuri e con una percentuale di errore tendente a zero. Inoltre, i prodotti sono più facili da smontare e riciclare alla fine del loro ciclo di vita. Come funziona? La risposta si trova nella nostra guida.
Michael Steidl
Responsabile Product Management
Assemblaggio sicuro: questa è la funzione primaria dei moderni sistemi di avvitatura automatici. I clienti del settore industriale desiderano processi di fissaggio di alta qualità degli elementi di giunzione per i loro prodotti di alta fascia. Grazie al rispetto dei più elevati standard di qualità e all’ottimizzazione dei tempi ciclo, i sistemi di avvitatura assicurano una giunzione accurata, sicura e veloce dei singoli componenti. I test avanzati dei parametri di avvitatura consentono di evitare rilavorazioni in caso di problemi.
L’obiettivo principale di un’avvitatura è la giunzione di due o più componenti, eseguita nel modo corretto: alla fine devono agire come un unico componente. La forza di serraggio o di precarico necessaria deve essere applicata in modo preciso e riproducibile. Avvitature diverse richiedono forze di precarico diverse. Queste vengono determinate in anticipo, in modo da garantire che tutti i parametri di avvitatura siano corretti. Lo scopo è quello di calcolare la forza di precarico nel modo più accurato possibile, poiché un lavoro di precisione si traduce in una riduzione dei materiali e dei costi.
Rudolf, 1992
Di seguito è riportata una panoramica dei 4 metodi di serraggio più comuni:
Un esempio di avvitatura in quota è il fissaggio a filo di viti svasate su pannelli di legno.
Lo scopo del serraggio controllato in coppia è quello di serrare la vite ad uno specifico valore di coppia/precarico inferiore al punto di snervamento. La vite viene serrata fino a raggiungere una coppia preimpostata. Quindi il motore viene arrestato. Per la maggior parte delle applicazioni dei nostri clienti, utilizziamo la strategia del serraggio controllato in coppia.
In caso di serraggio controllato in angolo, la vite viene serrata fino a raggiungere il range di deformazione plastica del materiale. L’avvitatura inizia con il serraggio della vite fino ad una predefinita coppia di soglia M. Da qui comincia la misurazione dell’angolo. Quando si raggiunge l’angolo di rotazione predefinito, il motore viene arrestato.
In tutti i calcoli per il serraggio controllato in angolo è necessario considerare in anticipo tutte le condizioni atmosferiche (anche estreme), le variazioni di temperatura e l’usura.
Grafico di una curva di avvitatura per serraggio controllato in angolo
Rudolf, 1992
Lo scopo del serraggio con gradiente è quello di serrare la vite fino a poco prima del punto di snervamento. In questo caso, l’avvitatura viene arrestata in base ad un gradiente decrescente non ad una coppia o a un angolo. Il gradiente viene costantemente monitorato dall’unità di controllo del serraggio in base all’aumento della coppia per angolo di rotazione. Non appena il valore del gradiente si riduce oltre un valore percentuale del suo valore massimo, il serraggio viene interrotto.
Questo metodo di serraggio è piuttosto recente. E’ stato possibile svilupparlo solo con potenti centraline di controllo del serraggio, che reagiscono nell’ordine dei millisecondi.
Il vantaggio di questa strategia è l’arresto estremamente preciso appena prima del raggiungimento del punto di snervamento. In questo modo si eliminano il più possibile errori di valutazione dovuti all’attrito nella filettatura.
Il principale svantaggio nei metodi di avvitatura tradizionale in coppia consiste nel fatto che la coppia di serraggio è soggetta a notevoli variazioni dovute alle tolleranze delle viti, problema aggirato con il gradiente di coppia.
La scelta del metodo di serraggio più indicato per la propria applicazione è essenziale nella determinazione di un’avvitatura di qualità . Lavoriamo costantemente per migliorare la nostra qualità dei processi e siamo a completa disposizione per rispondere alle vostre domande sui sistemi di avvitatura.
Gli avvitatori manuali possono essere azionati manualmente da una sola persona. Vengono utilizzati per quei processi di avvitatura che richiedono una certa flessibilità e che prevedono un numero di elementi da avvitare tra 20.000 e 50.000 all’anno.
Per ulteriori informazioni sugli avvitatori manuali, visitate la pagina: https://www.weber-online.com/it/avvitatori-manuali/.
Negli avvitatori automatici non manuali, l’unità di avvitatura è fissata su un robot o assi. Gli avvitatori automatici vengono utilizzati per un numero di avvitature elevate (> 50.000 elementi da avvitare/anno) e in caso di tempi ciclo rapidi. A differenza degli avvitatori manuali, garantiscono una maggiore affidabilità di processo: grazie alla funzione di monitoraggio della quota della vite, è possibile calcolare esattamente la profondità di serraggio della vite. In questo modo si evita anche un’avvitatura errata (inclinata).
Qui è possibile trovare una panoramica dei nostri avvitatori automatici: https://www.weber-online.com/it/avvitatori-automatici/.
In molte applicazioni di avvitatura automatica esistono punti con ingombri profondi, difficili da raggiungere. È qui che entrano in gioco i sistemi di avvitatura con vuoto. La vite viene trattenuta nella chiave di avvitatura mediante vuoto spinto. Una testa di avvitatura con vuoto è dotata di un tubo di aspirazione, adattato alla specifica applicazione del cliente, e assicura che l’elemento di giunzione venga posizionato in modo preciso nel punto predefinito, anche se difficile da raggiungere.
Il braccetto oscillante è un elemento fondamentale nel processo di avvitatura. All’interno del braccetto oscillante, infatti, una vite viene soffiata verso la testa di avvitatura. Il cacciavite muove il braccetto oscillante lateralmente fino a raggiungere la posizione corretta. Mentre la prima vite viene avvitata, quella successiva viene già alimentata in tempo mascherato nel braccetto oscillante. Non appena la vite viene posizionata e avvitata, il braccetto oscillante viene azionato. A questo punto ritorna nella posizione iniziale e il processo ricomincia.
Il braccetto oscillante rappresenta quindi un elemento che consente un notevole risparmio di tempo nei moderni sistemi di avvitatura.
    
    
    
Nel rispetto dei requisiti vigenti nel settore, nei moderni sistemi di avvitatura si è ormai affermato l’uso del servomotore EC. In termini di durata e precisione, rappresenta la soluzione migliore nell’ambito degli attuali sistemi di azionamento.
Rudolf, 1992: Rudolf, H.: Schraubtechnik. Grundlagen, Schraubsysteme, Anziehverfahren. Die Bibliothek der Technik. Landberg: Verlag moderne Industrie 1992.
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