L’attuatore tipo VLA, azionato da motore e vite, è stato realizzato per sostituire i tradizionali cilindri pneumatici (tipo VLA-CT), o per applicazioni su assi con carichi medio bassi.

Veloci, silenziosi, scorrevoli, con lunga durata di esercizio e ampi intervalli di manutenzione: sono questi i vantaggi offerti dalla tecnologia a sfere e rulli ingabbiati di THK.

Tutti i sistemi di moto lineare THK dispongono di una serie di accessori che ne esaltano le caratteristiche anche in condizioni gravose, li proteggono dagli agenti esterni e preservano la lubrificazione.

Con i cuscinetti a rulli incrociati aumentano stabilità, scorrevolezza e precisione di rotazione, diminuiscono il rumore di funzionamento e gli attriti, mentre gli intraversamenti dei rulli sono eliminati.

SOLUZIONI

La multinazionale nipponica THK offre una gamma completa di sistemi di moto lineare brevettati, impiegati in molteplici settori. In questo articolo analizziamo le caratteristiche dei prodotti di ultima generazione: l’attuatore lineare tipo SKR e il tipo VLA, la tecnologia a sfere e rulli ingabbiati, i cuscinetti a rulli incrociati e gli accessori dei sistemi di moto lineare.

Innovazione e affidabilità nei sistemi di moto lineare

THK, nata in Giappone all’inizio degli anni ‘70, è stata la prima azienda a ideare, sviluppare e diffondere le guide lineari a ricircolazione di sfere, ovvero componenti che hanno rivoluzionato la tecnologia applicata dei sistemi di moto lineare. Agli otto stabilimenti nipponici si sono aggiunti quelli di Stati Uniti, Cina, Corea del Sud ed Europa. THK Italia risale ai primi anni ‘90 come ufficio di rappresentanza: nel 1994 viene fondata la filiale a Monza, in provincia di Milano, e nel 2001 apre l’ufficio commerciale di Bologna. THK è l’acronimo di Toughness (durezza), High Quality (alta qualità), Know-How (conoscenza), caratteristiche che, insieme alla capacità di anticipare le esigenze del mercato, hanno permesso all’azienda di diventare uno dei leader del settore. Per mantenere questa posizione, THK è molto attiva nei settori di ricerca e sviluppo di prodotti innovativi, futuri protagonisti del progresso tecnologico. A questa politica si deve una vasta gamma di soluzioni per il moto lineare, che fa di THK un punto di riferimento nel settore. Di seguito presentiamo alcuni degli ultimi prodotti, caratterizzati da alto contenuto tecnologico.

Attuatore silenzioso,
compatto e preciso

SKR è l’attuatore THK costruito con un profilo in acciaio a “U” che può essere usato come elemento strutturale. All’interno del profilo sono ricavate le quattro piste rettificate in cui lavora il sistema a ricircolazione di sfere ingabbiate del carrello. Grazie agli angoli di contatto delle sfere a 45°, il carrello assicura capacità di carico in tutte le direzioni. Nel centro del carrello, punto di spinta ottimale, lavora la vite a ricircolazione di sfere ingabbiate, organo meccanico che garantisce precisione e assenza di gioco nell’inversione del moto. La gabbia a ricircolo di sfere del carrello e della vite assicura all’attuatore SKR un moto silenzioso, con una durata maggiore e una manutenzione ridotta. Il prodotto è caratterizzato da rigidezza, precisione ed estrema compattezza. È disponibile con dimensioni a partire da 15 mm di spessore. Viene impiegato principalmente nell’automazione e nelle lavorazioni di precisione con forze di lavoro medio basse, come le lavorazioni non convenzionali (il taglio laser, ad acqua e altro). Sono disponibili anche protezioni contro lo sporco più difficile, sensori di posizione e lanterne per il fissaggio di motori. Inoltre, grazie all’accordo operativo con Parker divisione S.B.C., THK può fornire l’attuatore completo di controllo e motore, disponibile in versione brushless e stepper.

Elevata velocità
e numerosi vantaggi
L’attuatore tipo VLA, azionato da motore e vite, è stato realizzato per sostituire i tradizionali cilindri pneumatici (tipo VLA-CT), o per applicazioni su assi con carichi medio bassi. Non necessita di manutenzione e vanta buona precisione, velocità di movimento elevata e costi contenuti. Questo nuovo attuatore THK offre numerosi vantaggi rispetto alle soluzioni pneumatiche tradizionali: elimina la lubrificazione a nebbia d’olio e il rumore dell’aria; accoppiato con servomotori raggiunge velocità di movimento fino a 1.000 mm/sec; gestisce infiniti punti di posizionamento all’interno della corsa.

Doppia versione per offrire
la massima efficienza

Leggero e compatto, il nuovo VLA è disponibile in due versioni: a cilindro VLA-CT e guida VLA-ST, entrambe disponibili in tre dimensioni diverse. Il primo tipo incorpora lo stelo di spinta, mosso da una vite a ricircolo di sfere, all’interno di un corpo d’alluminio simile a un cilindro pneumatico. La vite è equipaggiata con l’anello di lubrificazione QZ e con la protezione lamellare LaCS, in modo da proteggere il dispositivo dall’intrusione di particelle di sporco ed essere esente da manutenzione. Il tipo VLA-ST è anch’esso azionato da una vite a ricircolo di sfere, ma muove un carrello di una guida lineare SRS a ricircolo di sfere ingabbiate. Una copertura in acciaio inossidabile protegge il sistema dallo sporco. Il VLA-CT prevede una velocità massima in continuo di 600 mm/sec, con una forza applicata di 402 N, mentre il VLA-ST raggiunge velocità di 1.000 mm/sec con una forza costante applicata di 267 N. Inoltre, può supportare carichi utili assiali di 30 kg e radiali di 10 kg, con un’accelerazione di 3 m/sec2. Entrambe le versioni hanno una durata operativa di 5.000 km e una ripetibilità di +/- 0.020 mm. Sono disponibili flange, giunti e staffe di collegamento con i quali gli attuatori VLA possono essere usati con i principali motori presenti sul mercato.

Ottimi risultati con la tecnologia
a sfere e rulli ingabbiati

Veloci, silenziosi, scorrevoli, con lunga durata di esercizio e ampi intervalli di manutenzione: sono questi i vantaggi offerti dalla tecnologia a sfere e rulli ingabbiati di THK, il primo costruttore ad avere sviluppato la tecnologia a ricircolazione di sfere e rulli ingabbiati nei sistemi di moto lineare. Grazie alla gabbia THK (brevettata) si è avuto un aumento delle prestazioni sotto molteplici aspetti, a cui segue un notevole progresso tecnologico. La gabbia separa in modo equidistante le sfere, e le guida nella loro corsa in modo uniforme evitando il contatto metallico tra sfera e sfera e la rottura del film lubrificante. Ogni sfera è parzialmente avvolta dalla struttura semisferica degli elementi della gabbia, che funge da tasca di lubrificazione. Questa tecnologia assicura una serie di prestazioni impensabili con i sistemi a ricircolo di sfere tradizionali: alte velocità (oltre 300 m/min secondo i modelli); riduzione della rumorosità fino a 10 dBA; dolcezza di movimento con l’annullamento dei fenomeni di stick slip; assenza effetto skewing (intraversamento) nelle guide a rulli; lunghi intervalli di lubrificazione; fino al 30% in più di capacità di carico dinamica; durata di servizio del sistema superiore fino a 3 volte; minore sviluppo di calore (-20%).

Numerosi accessori
per ottimizzare le prestazioni

Tutti i sistemi di moto lineare THK hanno a disposizione una serie di accessori che ne esaltano le caratteristiche anche in condizioni gravose, li proteggono dagli agenti esterni e preservano la lubrificazione. Oltre alle tenute laterali e frontali tradizionali, THK offre il sistema di lubrificazione QZ che consente la lubrificazione diretta delle piste di rotolamento e la tenuta laminare LaCS, che protegge anche dalle particelle più piccole e dai liquidi. Questi accessori sono disponibili in versione intercambiabile e sono installabili separatamente senza bisogno di smontare il carrello. Possono essere introdotti in modo molto semplice per aumentare la durata del sistema, o sostituiti in caso di danneggiamento dovuto ad agenti esterni. Su alcuni modelli è disponibile anche il raschiatore laterale che contribuisce alla tenuta totale del carrello. Inoltre, il raschiatore metallico protegge le tenute frontali da agenti esterni grossolani come trucioli incandescenti. Un simile sistema di moto lineare garantisce protezione totale anche in situazioni d’uso molto gravose, e in condizioni di montaggio a parete o rovesciato.

Innovativi cuscinetti
a rulli incrociati

THK ha messo a punto un concetto rivoluzionario per soddisfare le esigenze di automazione e robotica, ottimizzando le prestazioni e l’affidabilità dei movimenti. Parte di questo concetto sono i cuscinetti a rulli incrociati THK tipo RA, RB, RE, RU che, utilizzati in sostituzione ai tradizionali cuscinetti a contatto obliquo, offrono una rigidezza quattro volte superiore, una precisione di rotazione maggiore e la possibilità di supportare carichi più elevati con gamme di velocità di rotazione medie e basse. Diversamente dai tradizionali cuscinetti a sfere con contatto angolare “faccia a faccia”, i cuscinetti THK tipo RA, RB, RE e RU hanno un metodo di costruzione che prevede una sequenza di rulli cilindrici disposti alternativamente in modo perpendicolare l’uno all’altro dentro una scanalatura a “V” di 90°.

Precisione di rotazione,
alta capacità di carico e rigidezza
Le scanalature dei cuscinetti a rulli incrociati THK sono ricavate all’interno dei due anelli che compongono il cuscinetto e che ruotano indipendentemente con i singoli rulli. Questi ultimi sono separati da distanziali che ne garantiscono sia l’allineamento, sia una guida precisa durante il funzionamento, ottimizzando il corretto appoggio di ciascun rullo. I vantaggi di questo sistema sono molteplici: la disposizione dei rulli incrociati permette di supportare carichi da tutte le direzione con un solo cuscinetto; i rulli cilindrici, avendo un’ampia superficie di contatto, consentono elevate capacità di carico. Aumentano anche stabilità, scorrevolezza e precisione di rotazione, diminuiscono il rumore di funzionamento e gli attriti, mentre gli intraversamenti dei rulli sono eliminati. I cuscinetti THK non richiedono registrazioni e possono essere forniti con precarico per ottenere la massima rigidezza.

Cuscinetti a rulli incrociati
per ogni esigenza
Ma vediamo nel dettaglio i singoli cuscinetti. Il cuscinetto a rulli incrociati THK tipo RA è molto sottile, leggero, ed è stato sviluppato per applicazioni in spazi limitati che richiedono elevata rigidezza, come giunti e parti rotanti di sistemi robotici, tavole rotanti di precisione, attrezzature medicali, macchine di misura. È disponibile una gamma dimensionale da 50 a 200 mm (diametro interno). Il cuscinetto a rulli incrociati tipo RB è realizzato con anello esterno separato in due parti e interno in pezzo unico, assicurando eccezionali livelli di precisione di rotazione dell’anello interno. La gamma dimensionale va da 20 a 1.250 mm (diametro interno). Il cuscinetto a rulli incrociati tipo RE è costruito con anello interno in due parti, adatto per la rotazione dell’anello esterno. Il cuscinetto a rulli incrociati tipo RU, è realizzato con fori di fissaggio integrati che facilitano ancora di più il montaggio. I cuscinetti a rulli incrociati THK sono forniti assemblati e pronti per una facile installazione. Infine, gli interventi di lubrificazione sono minimi grazie ai distanziali che fungono da tasca di lubrificazione. THK conferma il proprio impegno nel dare una risposta precisa e ottimale a ogni applicazione e a ogni necessità.

                                                                                                             di  Roberto Toniolo
                                                                                                             THK Italian Branch

                                                                                          Assemblaggio Editore Publitec Settembre 2005