Robotica e automazione

Fascette stringitubo per robotica: connessioni di precisione per sistemi automatizzati

Nel complesso mondo della robotica e dell'automazione, ogni componente contribuisce alla precisione, all'affidabilità e alla longevità del sistema. Le fascette stringitubo, spesso invisibili, svolgono un ruolo fondamentale nel fissare le linee vitali dei robot: quelle pneumatiche, idrauliche, di raffreddamento e di alimentazione. A differenza delle fascette utilizzate in contesti industriali statici, quelle impiegate nella robotica devono sopportare movimenti costanti e complessi, vibrazioni ad alta frequenza e spesso operano in spazi ristretti, richiedendo una combinazione unica di durata, flessibilità e precisione.

Esigenze specifiche delle applicazioni robotiche

Le fascette stringitubo nei sistemi robotici devono affrontare una serie di sfide impegnative:

• Movimento e flessione costanti: i bracci robotici e gli effettori terminali si muovono rapidamente e ripetutamente, sottoponendo i tubi flessibili e i relativi morsetti a continue sollecitazioni di flessione, torsione e stress dinamico. I morsetti devono prevenire l'abrasione e mantenere l'integrità in tali condizioni.
• Resistenza alle vibrazioni: motori, ingranaggi e movimenti rapidi generano vibrazioni significative che possono causare l'allentamento dei morsetti nel tempo, con conseguenti perdite o disconnessioni.
• Dimensioni compatte e design leggero: lo spazio all'interno dei bracci robotici e delle celle di automazione confinate è spesso limitato. I morsetti devono essere piccoli, a basso profilo e il più leggeri possibile per ridurre al minimo la massa aggiuntiva, che influisce sull'inerzia e sul consumo energetico.
• Profilo liscio e anti-impigliamento: per evitare che si impiglino in altri componenti, cavi o nell'ambiente circostante durante il movimento, i morsetti devono avere un design liscio e a basso profilo senza spigoli vivi.
• Elevata affidabilità e longevità: i tempi di fermo nelle linee di produzione automatizzate sono estremamente costosi. I morsetti devono funzionare in modo affidabile per milioni di cicli senza guasti.
• Compatibilità dei fluidi: a seconda della funzione del robot, i morsetti possono essere esposti a oli idraulici, aria pneumatica, refrigeranti o persino fluidi specifici del processo.
• Temperature e ambienti estremi: alcune applicazioni robotiche prevedono l'utilizzo in ambienti sterili, ad alte temperature (ad esempio robot di saldatura) o in condizioni di freddo, richiedendo materiali in grado di mantenere le proprie proprietà in un ampio intervallo di temperature.
• Estetica e gestione dei cavi: in alcuni robot avanzati o collaborativi, anche l'aspetto e il percorso ordinato dei tubi e dei cavi sono fattori da tenere in considerazione.

Tipi comuni di fascette stringitubo per robotica

Il morsetto specifico scelto dipende dalle dimensioni del tubo flessibile, dalla pressione, dal profilo di movimento e dallo spazio disponibile:

1. Morsetti a vite senza fine interamente in acciaio inossidabile (miniaturizzati e a basso profilo):
• Descrizione: Si tratta di versioni ridotte del tradizionale morsetto a vite senza fine, progettate specificamente per tubi di diametro inferiore e spazi più ristretti. Fondamentale per la robotica è la struttura interamente in acciaio inossidabile (tipicamente 304 o 316) per prevenire la corrosione e garantire la durata.
• Applicazioni: linee pneumatiche, piccole linee idrauliche, linee di raffreddamento per effettori terminali e raggruppamento generale di cavi e tubi flessibili all'interno di bracci robotici o armadi di controllo.
• Caratteristiche: buona forza di tenuta rispetto alle dimensioni, facilmente reperibili e relativamente facili da installare. I bordi arrotolati sono essenziali per prevenire danni al tubo flessibile durante ripetute flessioni.
2. Morsetti a molla (autocompensanti):
• Descrizione: Realizzati in acciaio per molle, questi morsetti esercitano una forza radiale costante sul tubo flessibile. La loro natura autocompensante consente loro di adattarsi alle variazioni di diametro del tubo flessibile dovute alle fluttuazioni di temperatura o all'invecchiamento del materiale del tubo stesso.
• Applicazioni: linee di raffreddamento, linee pneumatiche a bassa pressione o qualsiasi sistema in cui i cicli termici sono comuni nell'ambito operativo del robot.
• Materiali: acciaio per molle di alta qualità, spesso con rivestimenti resistenti alla corrosione (ad esempio zincatura, zincatura meccanica o rivestimenti polimerici speciali) per garantire una lunga durata. Vengono utilizzati anche morsetti a molla in acciaio inossidabile.
• Caratteristiche: tensione costante, installazione rapida (spesso con pinze) ed eccellente resistenza all'allentamento causato dalle vibrazioni.
3. Morsetti ammortizzati (morsetti a P / morsetti Adel®):
• Descrizione: costituito da una fascia metallica rivestita con un cuscinetto elastomerico. Questo cuscinetto protegge il tubo flessibile o il cavo dall'abrasione e dallo sfregamento contro i componenti del robot o altre linee, smorzando al contempo le vibrazioni.
• Applicazioni: fissaggio di linee idrauliche o pneumatiche lungo bracci robotici, montaggio di fasci di cavi su telai robotici o isolamento di linee da fonti di vibrazioni.
• Materiali:
• Fascia metallica: leghe di alluminio leggere o acciaio inossidabile (304/316) per garantire resistenza e resistenza alla corrosione.
• Cuscinetto: neoprene, EPDM, silicone o fluorosilicone, scelto in base all'intervallo di temperatura, alla compatibilità con i fluidi e alla flessibilità.
• Caratteristiche: eccellente smorzamento delle vibrazioni, previene gli sfregamenti, garantisce un instradamento ordinato e sicuro, fondamentale per prevenire danni alle linee dinamiche.
4. Fascette (per impieghi gravosi e sganciabili):
• Descrizione: Sebbene non siano fascette tradizionali, è possibile utilizzare fascette speciali per impieghi gravosi e sganciabili, realizzate in plastica resistente (ad esempio nylon 6/6, nylon resistente alle intemperie) o persino in acciaio inossidabile, per legare e fissare tubi flessibili, in particolare in applicazioni meno critiche o a bassa pressione in cui il movimento del tubo è una preoccupazione primaria.
• Applicazioni: gestione di fasci di tubi flessibili e cavi lungo bracci robotici, instradamento di condotti flessibili o fissaggio temporaneo durante la prototipazione.
• Materiali: nylon ad alta resistenza (spesso con stabilizzatori UV o termici) o acciaio inossidabile per una durata estrema.
• Caratteristiche: molto leggero, economico e facile da installare. Le versioni sganciabili consentono facili modifiche durante la progettazione o la manutenzione.

Considerazioni relative al design e ai materiali per la robotica

• Resistenza alla fatica: i materiali devono resistere a milioni di cicli di flessione senza rompersi o perdere forza di serraggio.
• Protezione dalla corrosione: spesso i robot operano in ambienti in cui sono presenti refrigeranti, fluidi da taglio o altre sostanze chimiche, che richiedono l'uso di materiali resistenti alla corrosione.
• Profili lisci: i morsetti devono avere bordi arrotondati e un design a basso profilo per ridurre al minimo il rischio di impigliarsi o danneggiare altri componenti durante i movimenti rapidi.
• Soluzioni integrate: alcuni sistemi robotici utilizzano componenti di fissaggio in plastica o metallo stampati su misura che vengono integrati direttamente nella struttura del robot o nel sistema di gestione dei cavi per garantire un adattamento ottimale e un risultato estetico gradevole.
• Meccanismi di bloccaggio anti-vibrazioni: per i collegamenti critici, sono preferibili morsetti con bulloni a T con dadi autobloccanti o modelli speciali che resistono all'allentamento in presenza di vibrazioni.
• Purezza dei materiali (per la robotica in camera bianca): negli ambienti in camera bianca (ad esempio, produzione di semiconduttori, automazione farmaceutica), i materiali dei morsetti devono essere anti-shedding e compatibili con gli standard delle camere bianche.

Selezionando con cura il tipo e il materiale adeguati e garantendo un'installazione precisa, le fascette stringitubo nella robotica sono strumenti silenziosi che contribuiscono direttamente all'agilità, all'affidabilità e all'eccellenza operativa dei sistemi automatizzati in tutti i settori industriali. Esse garantiscono che le linee vitali di un robot, ovvero la sua potenza idraulica, il controllo pneumatico o il fluido di raffreddamento, rimangano esattamente dove dovrebbero essere, anche quando il robot esegue i compiti più dinamici e complessi.