{"id":6149,"date":"2019-02-25T17:11:00","date_gmt":"2019-02-25T17:11:00","guid":{"rendered":"https:\/\/servotecnica.com\/panoramica-sugli-attuatori-lineari\/"},"modified":"2023-03-24T17:37:05","modified_gmt":"2023-03-24T17:37:05","slug":"panoramica-sugli-attuatori-lineari","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/servotecnica.com\/it\/panoramica-sugli-attuatori-lineari\/","title":{"rendered":"Panoramica sugli Attuatori Lineari"},"content":{"rendered":"\n

\nPanoramica sulla tecnologia degli Attuatori Lineari \n \nUno dei metodi pi\u00f9 comuni per movimentare un carico da un punto A a un punto B \u00e8 attraverso la traslazione lineare di un motore tramite madre vite meccanica e chiocciola. Il fine di questo articolo \u00e8 riprendere e approfondire i principi fondamentali della tecnologia degli attuatori lineari, nella speranza di aiutarvi nella scelta del sistema pi\u00f9 indicato per la vostra applicazione.Alcune considerazioni di base sulla progettazione:<\/p>\n\n

  1. Qual \u00e8 il carico del sistema?<\/li>
  2. Quale \u00e8 la velocit\u00e0 richiesta per la traslazione dal punto A al punto B?<\/li>
  3. Qual \u00e8 la distanza da percorrere?<\/li>
  4. Quale \u00e8 il tempo desiderato per la traslazione dal punto A al punto B?<\/li>
  5. Qual \u00e8 il grado di precisione richiesto dall\u2019applicazione?<\/li>
  6. Qual \u00e8 il grado di ripetibilit\u00e0 richiesto dall\u2019applicazione?<\/li>
  7. Orientamento orizzontale o verticale?<\/li><\/ol>\n\n

    Concetti base<\/h2>\n\n

    Avanzamento vs passo-vite<\/h4>\n\n

    Il passo \u00e8 la distanza assiale tra i filetti. Passo e avanzamento coincidono nelle viti a un principio. Una singola vite pu\u00f2 presentare pi\u00f9 filetti, meglio noti come principi. Le viti a pi\u00f9 principi sono generalmente pi\u00f9 stabili ed efficienti nella trasmissione di potenza. Nel catalogo DINGS’, per la specifica delle viti viene utilizzato il termine \u201cavanzamento\u201d, in quanto corrisponde alla distanza lineare percorsa per ogni giro di vite. Maggiore \u00e8 l\u2019avanzamento, pi\u00f9 ampia \u00e8 la distanza lineare coperta ad ogni giro di vite.<\/p>\n\n

    \n\n

    Carico<\/h4>\n\n

    Generalmente quantificato in kg da spostare o kgf per la spinta.<\/p>\n\n

    \n\n

    Velocit\u00e0 [V]<\/h4>\n\n

    Generalmente quantificata in millimetri\/sec (mm\/sec). Questo valore esprime la velocit\u00e0 del movimento lineare dell’attuatore.<\/p>\n\n

    \n\n

    Distanza<\/h4>\n\n

    Generalmente quantificata in mm, \u00e8 la distanza di traslazione richiesta.<\/p>\n\n

    \n\n

    Tempo (T)<\/h4>\n\n

    Generalmente quantificato in secondi. Intervallo di tempo necessario per coprire una certa distanza, definisce la velocit\u00e0, l\u2019accelerazione (A) e la decelerazione richieste per raggiungere la posizione comandata.<\/p>\n\n

    \n\n

    Applicazione orizzontale o verticale<\/h4>\n\n

    Se prive di alimentazione e freno, le applicazioni a sviluppo verticale possono subire il back-drive. Per il calcolo del carico \/ forza nelle applicazioni verticali si deve inoltre tener conto del fattore gravit\u00e0.<\/p>\n\n

    \n\n

    Accuratezza della vite<\/h4>\n\n

    Espressa come misura su una data lunghezza della vite. Per esempio: 0,015 mm x 25,4 mm di lughezza. Con accuratezza di avanzamento s\u2019intende la differenza tra la distanza effettiva percorsa e la distanza teorica impostata. \nAd esempio, una vite con avanzamento di 1,27 mm e accuratezza di avanzamento pari a 0.102 mm x 304,8 mm, che esegua 24 rotazioni, determina uno spostamento teorico del carico di 304.8mm. Tuttavia, con accuratezza di avanzamento di 0,102 mm per 304,8 mm, la corsa effettiva potrebbe variare da 304.6984 mm a 304.902 mm.<\/p>\n\n

    \n\n

    Oscillazione radiale totale<\/h4>\n\n

    Entit\u00e0 dell\u2019oscillazione normale all\u2019asse centrale della vite.<\/p>\n\n

    \n\n

    Ripetibilit\u00e0<\/h4>\n\n

    Gran parte delle applicazioni di motion control attribuiscono estrema importanza alla ripetibilit\u00e0 (rispetto all\u2019accuratezza della vite) di un sistema, in modo da garantire il raggiungimento in continuo della stessa posizione di comando. Per esempio: una ripetibilit\u00e0 di \u00b1 0,127 mm significa che replicando pi\u00f9 volte il comando di traslazione verso una medesima posizione target, l\u2019errore lineare non supera \u00b1 0,127 mm. \nTrovi alcuni cenni su ripetibilit\u00e0 e accuratezza in questo articolo sugli incOder Zettlex.<\/p>\n\n

    \n\n

    Carico di tensione o compressione<\/h4>\n\n

    Un carico che tende ad allungare la vite \u00e8 definito carico di tensione. \nUn carico che tende a \u201cschiacciare\u201d o comprimere la vite \u00e8 definito carico di compressione. Dipendentemente dalle dimensioni del carico, la progettazione della vite in tensione si basa sulla resistenza piuttosto che sul carico assiale della vite.<\/p>\n\n

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    \"\"<\/figure><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n
    \n\n

    Carico Radiale<\/h4>\n\n

    Carico perpendicolare alla vite. Non \u00e8 consigliabile, salvo che non si faccia uso di un supporto meccanico supplementare, p. es. una guida lineare.<\/p>\n\n

    Carico Assiale<\/h4>\n\n

    Carico applicato sulla linea mediana della madre vite.<\/p>\n\n

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    \"\"<\/figure><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n
    \n\n

    Carico Statico<\/h4>\n\n

    Carico assiale massimo -comprensivo di carico d\u2019urto- da applicare a vite ferma.<\/p>\n\n

    \n\n

    Carico Dinamico<\/h4>\n\n

    Carico assiale massimo raccomandato da applicare alla vite in movimento, la cui componente \u00e8 spesso dominata dall’inerzia e dall’accelerazione.<\/p>\n\n

    \n\n

    Back-drive<\/h4>\n\n

    Viene definito back-drive<\/em> l\u2019effetto della spinta assiale del carico sulla vite o chiocciola per generare il moto rotatorio. Una\u00a0chiocciola con efficienza superiore al 50% presenta generalmente una tendenza al back-drive<\/em>, che pu\u00f2 essere evitata scegliendo una madre vite con efficienza inferiore al 35%. Minore \u00e8 l\u2019avanzamento, pi\u00f9 si riduce la probabilit\u00e0 di back-drive o rotazione libera. Le applicazioni verticali sono maggiormente soggette al back-drive per effetto della gravit\u00e0.<\/p>\n\n

    \n\n

    Coppia<\/h4>\n\n

    La coppia motore necessaria per il solo azionamento della madre vite si ottiene sommando:<\/p>\n\n

    la coppia inerziale +<\/strong> la coppia di resistenza (attrito tra chiocciola e vite in movimento) +<\/strong> la coppia necessaria per la traslazione del carico<\/p>\n\n

    \n\n

    Lubrificazione<\/h4>\n\n

    La chiocciola contiene materiale autolubrificante che rende superflua l\u2019addizione di lubrificante al sistema. Il rivestimento in Teflon della vite riduce inoltre l\u2019attrito e aumenta la durata del sistema.<\/p>\n\n

    \n\n

    Lavorazione degli estremi della vite<\/h4>\n\n

    Pu\u00f2 essere eseguita nel sistema metrico standard o anglosassone. Sono inoltre disponibili lavorazioni custom su richiesta.<\/p>\n\n

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    Stabilit\u00e0<\/h4>\n\n

    Le modalit\u00e0 di fissaggio e supporto delle estremit\u00e0 della vite influiscono sulle sue prestazioni (velocit\u00e0 ed efficienza).<\/p>\n\n

    \"\"<\/figure><\/div>\n\n
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    Resistenza assiale<\/h4>\n\n

    Applicando un carico di compressione alla vite, \u00e8 possibile che il limite di stabilit\u00e0 elastica venga superato, con il conseguente danneggiamento della vite per flessione o instabilit\u00e0.<\/p>\n\n

    \n\n

    Velocit\u00e0 critica<\/h4>\n\n

    Con \u201cvelocit\u00e0 critica\u201d s\u2019intende la velocit\u00e0 di rotazione della vite con cui viene raggiunta la prima armonica di risonanza dovuta alla flessione della vite. A tale velocit\u00e0 il sistema \u00e8 soggetto a vibrazioni e instabilit\u00e0. Le variabili che possono influire sulla rapidit\u00e0 con cui il sistema raggiunge la velocit\u00e0 critica sono diverse:<\/p>\n\n

    1. passo-vite<\/li>
    2. velocit\u00e0 di rotazione<\/li>
    3. stabilit\u00e0 delle estremit\u00e0<\/li>
    4. carico assiale<\/li>
    5. diametro della vite<\/li>
    6. carico di tensione o compressione<\/li><\/ol>\n\n

      Ad esempio, il seguente grafico mostra che per una vite con diametro di 3\/4\u201d e lunghezza di 70\u201d, la soglia di velocit\u00e0 critica \u00e8 pari a 700 giri\/min.<\/p>\n\n

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      Gioco meccanico<\/h4>\n\n

      Con \u201cgioco\u201d s\u2019intende il movimento assiale relativo tra vite e chiocciola nello stato di inattivit\u00e0. \u00c8 normale che il gioco aumenti con l\u2019usura nel corso del tempo. La compensazione o correzione del gioco pu\u00f2 avvenire mediante l\u2019applicazione di una chiocciola anti-backlash. Il gioco si presenta generalmente solo in caso di posizionamento bidirezionale.<\/p>\n\n

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      Chiocciole anti-backlash disponibili su richiesta<\/h4>\n\n
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      Tipologie di sistemi di movimentazione lineare<\/h4>\n\n