Gli attuatori rotanti

Gli attuatori rotanti sono dei dispositivi pneumatici che, trasformando il movimento alternato di un pistone in un movimento rotatorio, azionano solitamente dei rubinetti.

Il meccanismo interno è del tutto simile ai cilindri rotanti solo che hanno forme e funzionamenti un po’ diversi, vediamo come:

come al solito partiamo da un’immagine.

All’interno di questi attuatori troviamo un sistema a cremagliera che, agendo solitamente su un rubinetto a sfera, va ad aprire o chiudere un passaggio. A differenza dei cilindri rotanti sui quali possiamo definire i gradi di rotazione ( 90°-180°-270°-360° e anche misure intermedie ) sugli attuatori rotanti abbiamo solo tutto aperto e tutto chiuso, solitamente girano di 90°.

Si utilizzano molto nelle fasi di processo e poco nella movimentazione e nell’automazione vera e propria. Un caso potrebbe essere quello di dover dosare una determinata quantità di vapore che deve entrare in una macchina pastorizzatrice o in una sterilizzatrice.

Potremmo utilizzarle in un passaggio di acqua con a valle un misuratore di portata che mi regola la quantità di liquido che deve entrare in un impasto.

la cosa che più mi piace nella pneumatica per l0automazione è il fatto che l’ingegno delle persone le porta a utilizzare prodotti nati per risolvere un problema specifico per risolvere problemi di natura completamente diversa.

Mi è venuto spontaneo questo pensiero proprio perché un mio cliente ha utilizzato una di queste valvole per azionare un automatismo di apertura di una porta.

Spero di essere stato d’aiuto e alla prossima.

Regolatore di flusso o scarico rapido ?

Quanti sono i modi di fare entrare e uscire l’aria da un cilindro ?

Partiamo dal fatto che i fori che sono presenti su un cilindro hanno misure gas, ossia si misurano in 1/8″, 1/4″, 3/8″, 1/2″, 3/4″,1″. Giusto per specificare: 1/8″ è un ottavo di pollice, 1/4″ è un quarto di pollice e così via, aggiungo una piccola tabella:

Nella pneumatica di cui ci occupiamo qui, difficilmente andiamo oltre il pollice, per cui mi fermo qui.

I più diffusi sono 3:

  1. Il raccordo standard: è un comunissimo raccordo che da una parte ha un filetto che deve essere della stessa misura del foro del cilindro e dall’altra parte ha un attacco ( i più diffusi sono quelli ad attacco rapido ) del diametro del tubo che collega la valvola col cilindro( che si esprime in millimetri ). Per cui potrei avere bisogno di un attacco dritto da 1/4″ tubo 8, oppure curvo a 90° 1/2″ tubo 12 che mi serve a fare entrare il tubo di cui dispongo nel cilindro che devo alimentare.

Aggiungo un paio di immagini:

Possono essere in metallo ( di solito in ottone nichelato ma anche in acciaio inox ) o in tecnopolimero.

2) Oppure posso mettere un regolatore di flusso che è un dispositivo che grazie a una vite permette di regolare il flusso d’aria che arriva al cilindro.

Anche questi possono essere in metallo o in tecnopolimero, come potete vedere nella parte superiore del dispositivo c’è un vite che a seconda di come viene ruotata aumenta o riduce il flusso d’aria che entra nel cilindro, in questo modo posso modificare manualmente la velocità con cui il cilindro entra e/o esce. Solitamente si sceglie la versione che regola l’aria in uscita dal cilindro e non in entrata, infatti esistono le versioni di controllo in uscita o in entrata; diciamo che la versione che controlla l’aria in uscita farà si che il cilindro abbia meno tendenza ad avere una corsa a scatti.

3) Il terzo modo è lo scarico rapido :

 

il cui simbolo è: 

e di cui aggiungo anche un’immagine:

ma per spiegarla riprendiamo un attimo la valvola 5/2. Io ho l’alimentazione che entra da 1, esce ( ipotizziamo ) da 2, alimenta una delle due camere del cilindro ( camera attiva ) e gli fa compiere un’azione. La camera opposta a quella che viene alimentata ( camera passiva ) farà uscire l’aria dal mio raccordo e attraverso il tubo la farà passare da 3 e uscire da 5.

Se metto uno scarico rapido l’aria entrerà da 1 uscirà da 2 esattamente come prima,  la camera passiva farà uscire l’aria dal foro di alimentazione, entrerà nel mio scarico rapido e verrà scaricata direttamente in atmosfera.

Perché usiamo lo scarico rapido? Ovviamente per velocizzare la velocità del cilindro. Per darvi un’idea della differenza di quantità d’aria che entra e che esce da uno scarico rapido vi allego una tabella di un produttore, ovviamente questi dati non sono uguali per tutti i produttori ma almeno vi potere capire di cosa stiamo parlando: il passaggio 1-2 misura la quantità d’aria in entrata, il passaggio 2-3 quella che esce dallo scarico rapido.

Se c’è una cosa bella della pneumatica è che spesso i prodotti hanno dei nomi che contengono la descrizione già fatta e finita …  ;-)))

Come al solito spero di essere stato d’aiuto e al prossimo articolo.

Valvola OR e valvole AND

Grazie alla richiesta di Emilio, con questo articolo provo a spiegare le valvole OR e le valvole AND.

Sono due valvole dal funzionamento molto semplice ma che si utilizzano molto quando vogliamo utilizzare la nostra macchina mettendo in campo quella che viene definita logica pneumatica. Potremmo definirli i progenitori dei moderno plc ( va beh…mi sono allargato un po’ ).

Partiamo dei simboli dei comandi: questo è il simbolo di una OR:

e questo è il simbolo di una AND:

La valvola OR funziona da collettore di due alimentazioni facendone passare una sola alla volta; all’interno della valvola c’è un pallina o una membrana che si sposta o da una parte o dall’altra chiudendo o un ingresso o l’altro e facendo uscire si l’aria ma solo dalla parte che io desidero che alimenti il mio utilizzo. Non mi viene in mente una applicazione tipo ma se leggi la risposta che ho dato a Emilio qui, forse potresti fartene un’ idea.

La valvola AND è una valvola che permette l’uscita dell’aria solo se tutte e due le alimentazioni funzionano contemporaneamente per darmi l’autorizzazione a una determinata operazione. L’applicazione tipo è montata su una pressa che deve avere un doppio comando per permettere alla pressa di scendere, utilizzando entrambi i comandi che sono appositamente montati lontani ho una ragionevole certezza di stare usando entrambe le mani che quindi non possono essere sotto alla pressa stessa, se hai visto il film 8 mile quando eminem lavora alla pressa in fabbrica ha un comando simile nella logica ( lui però va ad azionare una pressa idraulica ). ma è una applicazione molto utilizzata anche sulle macchine che potete vedere da chi taglia il formaggio, visto che il cilindro aziona una lama devo essere certo di azionarlo con entrambe le mani per evitare di lasciarne una sotto al taglio. Vi garantisco che la forza del cilindro è sufficiente a tagliare di netto il braccio.

Come al solito spero di essere stato chiaro…..

Ciao e alla prossima.

Il bloccastelo

In questo nuovo articolo parliamo del bloccastelo; che cos’è ?

Partiamo come al solito da un paio di  immagini :

La prima è un bloccastelo montato su un micro cilindro, la seconda è un bloccastelo montato su un cilindro ISO.

Beh, già dal nome si può capire di cosa stiamo parlando : si tratta di un dispositivo che serve a tenere in una determinata posizione il carico che è collegato al nostro cilindro. Agisce direttamente sullo stelo del cilindro o sulla camicia del cilindro senza stelo. Si può utilizzare sia per tenere in posizione il carico collegato al nostro cilindro ( a esempio durante le fasi di lavorazione posso fare assumere più posizioni al mio carico ) sia come sicurezza. Solitamente ha un azionamento passivo, ossia: per farlo entrare in azione devo togliere l’alimentazione pneumatica. questo per un semplice motivo : questo dispositivo è nato come sicurezza per bloccare un carico in caso di mancanza di alimentazione dell’aria di rete.

Come è possibile che venga  a mancare l’aria di alimentazione ? Facile: grazie a un tubo che si rompe o che viene tolto inavvertitamente.

Cosa accade a un cilindro montato in verticale, che porta un carico pesante se io gli tolgo l’aria ? E’ molto probabile che il carico cada senza controllo.

Cosa accade se sotto al mio carico c’è un operatore che non si accorge di nulla? Beh, vedete voi..

Come faccio a fare in modo che il carico, una volta che non arriva più aria al mio cilindro, non cada in caduta libera?…….Oh ! qui ci vuole un bel bloccastelo. Il bloccastelo quando non è alimentato dall’aria di rete blocca lo stelo. Per farlo aprire e permettere al mio stelo di scorrere liberamente devo alimentarlo con aria compressa, quando è alimentato lui si apre. Funziona esattamente all’opposto dei freni di un’auto: quando io schiaccio il pedale del freno le mie ganasce spingono le pastiglie contro il disco e la macchina rallenta, nel bloccastelo se io non do aria lui blocca lo stelo ma se l’aria compressa arriva, lui lascia il cilindro lavorare in libertà. In questo modo se viene improvvisamente a mancare l’aria il cilindro si blocca e ottengo un certo grado di sicurezza.

Perché dico “un certo grado di sicurezza ” ? Perché i bloccastelo standard non hanno un controllo elettrico/elettronico che mi dia un feedback sulla reale situazione. In pratica essendo un comando meccanico non posso far sapere al mio plc se effettivamente il blocco c’è stato. questo significa che ho certamente un controllo di sicurezza “reale ” ma che difficilmente potrò avere una sicurezza certificabile. Comunque è una sicurezza in più ed è già qualcosa ( come si dice dalle mie parti: piuttosto che niente è meglio piuttosto ).

Altro limite del bloccastelo se usato per bloccare lo stelo in fase di lavorazione: i bloccastelo possono andare ad agire sullo stelo solo quando questo è già fermo; quindi : PRIMA do il comando di blocco del cilindro ( magari con una 5/3 a centri chiusi ) POI aziono il bloccastelo. Che io sappia c’è solo un costruttore italiano che fa un bloccastelo talmente performante che si può utilizzare anche in dinamica.

Come al solito spero di essere stato d’aiuto, ciao e a presto.

Le unità di guida

Oggi vi voglio parlare di un accessorio che si utilizza per aumentare la rigidità strutturale dei cilindri.

Parliamo delle unità di guida: questi oggetti si possono considerare come un esoscheletro che viene applicato ai cilindri per aumentarne le capacità di carico, limitarne la flessione e renderli antirotativi.

Partiamo da alcune immagini:

   

Queste sono due unità di guida, uno con cilindro inserito e l’altro senza il cilindro. Non c’è molto da spiegare dal punto di vista teorico: se in alcune applicazioni ho bisogno di dare una guida maggiore, e quindi più struttura, ai miei cilindri,  posso ricorrere a questi oggetti per raggiungere il mio scopo.

Possono anche avere forme un po’ diverse come in questo caso :

Dal punto di vista costruttivo, invece, le possibili varianti sono molte: abbiamo unità di guida con diametri delle aste differenti per cui avranno capacità di carico differenti, abbiamo differenze anche nella flangia anteriore che può avere strutture diverse, in alcuni casi abbiamo le barre laterali che possono correre su bronzine o con un sistema di sfere a ricircolo, queste sono più prestazionali e con meno attrito ( e più costose ) per cui se ho una dinamica molto spinta ( molti azionamenti al minuto e con un carico importante ) posso avere la necessità di questa opzione,

Queste strutture di rinforzo possono rispondere a determinate normative (per esempio normative ISO ), in questo caso potrò montare all’interno delle stesse, qualunque marca di cilindro che risponda alla stessa normativa.

Spiego meglio: ovviamente se l’unità di guida è fatta per accogliere un cilindro di alesaggio ( ossia di Ø interno ) di 63 mm, potrò montare solo cilindri di pari diametro, ma se devo smontare un cilindro di una qualunque marca, che risponda alla normativa ISO 15552, lo posso sostituire con un qualunque cilindro di pari alesaggio. L’unico limite è la corsa massima: se guardiamo le immagini delle unità di guida vediamo chiaramente che ci sono due tubi rotondi ( guide ) che corrono ai lati e queste guide sono fatte per avere una corsa massima. Ovviamente potrò montare un cilindro di corsa più breve ma non potrò montare cilindri con corsa più lunga perché correrei il rischio di farli uscire dalla guida.

E’ altrettanto chiaro che le unità di guida fatte per i cilindri senza stelo, visto che non sono normalizzati e non hanno misure imposte da nessuna normativa, saranno difficilmente intercambiabili con cilindri di produttori diversi.

Sono costruite per tutte le tipologie di cilindro, ISO, mini/micro cilindri, senza stelo, telescopici, compatti ecc.

Come al solito spero di essere stato d’aiuto, ciao  e a presto.