di Mattias Sundberg | Product Manager Nordic and Baltic Countries, SMC
FEBBRAIO 2025
I sistemi di vuoto sono componenti fondamentali di molte applicazioni industriali, dal packaging alla movimentazione materiali. Oltre a consentire una facile integrazione nei sistemi di automazione, la scelta della soluzione ottimale in fase iniziale di progettazione è fondamentale per il successo di un progetto.
Per aiutarti ad ottenere il risultato migliore, condividerò i miei pensieri sugli aspetti più importanti del pocesso di specificazione nell'ambito di una semplice guida in tre fasi. La guida indica il tipo di sistema di vuoto migliore a seconda del tipo di applicazione, presenta le condiderazioni necessarie in relazione ai diversi materiali dei pezzi lavorati (non porosi o porosi) e il tipo di sistema di presa da utilizzare.
Fase 1: Centralizzato o decentralizzato?
La prima fase consiste nell'optare per un sistema eiettore centralizzato o decentralizzato per generare il vuoto. In parole povere, la differenza fondamentale tra i due sistemi è che l'eiettore centralizzato contiene tutto il necessario all'interno dello stesso modulo: eiettore e valvola, sensore di vuoto e filtro, mentre un sistema decentralizzato è realizzato con componenti separati. Quindi, quali sono i pro e i contro di ciascuna opzione?
Esempio di disposizione centralizzata del vuoto
Un design "integrato" riduce i tempi di installazione e favorisce una manutenzione semplificata, con tutti i componenti in un'unica posizione. Con un sistema centralizzato, la potenziale implementazione delle comunicazioni IO-Link o bus di campo favorisce la connettività a livello di fabbrica e un processo decisionale intelligente.
Un buon esempio di sistema centralizzato, contenente una funzione di risparmio energetico, nonché la capacità di controllare diversi eiettori e unità di pressione contemporaneamente, è il manifold combinato SMC ZKJ. Lo ZKJ consente il controllo e il monitoraggio di un massimo di 16 eiettori per vuoto e/o valvola a 5 vie tramite diversi protocolli in bus di campo e IO-Link. Grazie a questo manifold, è possibile attivare il vuoto (aspirazione) e la pressione (ad esempio per gli attuatori) contemporaneamente, risparmiando sia costi, sia spazio.
Sebbene i sistemi di vuoto decentralizzati possano essere leggermenti più economici e più flessibili nell'applicazione, spesso non sono altrettanto smart quanto le alternative centralizzate. Tali sistemi sono preferibili in alcune applicazioni, ad esempio nella progettazione di applicazioni di movimentazione con ventose di aspirazione posizionate a grande distanza tra loro a causa della configurazione decentralizzata. Tuttavia, il controllo intelligente richiede un PLC centrale, che introduce una complessità aggiuntiva nel processo.
Esempio di sistema di vuoto decentralizzato
Fase 2: Scelta dell'eiettore giusto
Il criterio di base da considerare nella scelta di un eiettore è la portata di aspirazione necessaria per evacuare l'aria dalle ventose. A sua volta, ciò dipende dal fatto che il tempo necessario per raggiungere il livello di vuoto desiderato sia accettabile o no. La selezione del livello di vuoto ottimale dipende quasi interamente dal pezzo da movimentare. Mentre i prodotti in plastica non porosa e metallo presentano poche difficoltà in termini di portata di aspirazione, i materiali più porosi sono problematici. Ad esempio, nel sollevamento del cartone si osserva la tendenza di una certa parte del flusso di aspirazione ad attraversare il materiale.
Dopo aver definito i criteri di base, è possibile iniziare a considerare parametri quali efficienza (portata di aspirazione/consumo d'aria), risparmio energetico, prevenzione della caduta dei pezzi, possibilità di comunicazione, livello di rumorosità e potenziali limitazioni nella zona di installazione. La necessità di personalizzazione è ampia, e SMC fornisce diversi tipi di eiettore, da quelli in linea molto sottili, alle soluzioni "integrate" montate su un manifold, il tutto per ottimizzare la generazione di vuoto in qualunque applicazione.
Una valvola di alimentazione "normalmente aperta" mantiene il vuoto in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica per evitare la caduta del pezzo lavorato. La funzione di risparmio energetico consiste in un sensore di vuoto che contribuisce a mantenere il livello di vuoto in un intervallo accettabile, consumando aria solo quando l'aspirazione è necessaria. Questa funzionalità consente un notevole risparmio energetico rispaetto a un sistema con generazione di vuoto continua.
Quindi, quanto si riesce effettivamente a risparmiare adottando un eiettore di vuoto a risparmio energetico?
Il nostro eiettore di vuoto ad alta efficienza ZK2 consente una riduzione del consumo d'aria superiore al 90%. Per contestualizzare, abbiamo confrontato lo ZK2 con la nostra serie ZM, ipotizzando l'azionamento di un eiettore di vuoto per 10 ore al giorno, 250 giorni all'anno. Lo ZK2 consuma 58 l/min di aria ANR (contro gli 85 l/min dello ZM) e ha un tempo di scarico di 0,6 secondi, ottenendo una riduzione annua del consumo d'aria pari al 93%.
Rappresentazione grafica che illustra la riduzione del consumo d'aria
La celta di un fornitore con esperienza applicativa collaudata è cruciale. Gli esperti di SMC hanno una lunga tradizione di successi nell'aiutare i clienti a definire la portata di aspirazione ottimale per il pezzo specifico, che consenta, inoltre, un sollevamento affidabile, riducendo nel contempo al minimo il consumo energetico.
Fase 3: Selezione delle ventose
La ventosa di aspirazione deve essere selezionata in funzione delle dimensioni, della forma e del materiale del pezzo da movimentare. Ad esempio, se si sollevano lastre metalliche oleose occorre usare una ventosa di aspirazione più solida, con una presa laterale molto elevata, mentre il vetro richiede una ventosa che non lascia segni. I sacchi di plastica sottile, invece, richiedono una ventosa con un labbro molto sottile e flessibile.
Anche il materiale delle ventose deve essere selezionato in funzione delle condizioni ambientali. Ad esempio, in un ambiente polveroso le ventose potrebbero necessitare di un filtro integrato o di un materiale che presenti una vita operativa molto prolungata. Potrebbero esservi anche dei casi in cui la ventosa funziona in ambienti particolarmente impegnativi, con temperature elevate. Grazie alla loro eccellente resistenza all'abrasione, le ventose realizzate in gomma fluorurata FS61 (ad esempio, le serie ZP3C e ZP3M) presentano una vita operativa doppia rispetto alle ventose in uretano, e resistono a temperature fino a 200°C.
A prescindere dal materiale del pezzo, dalle sue dimensioni e dalla forma, SMC offre ventose ottimali per sollevamento e movimentazione. Queste soluzioni si adattano al tuo ambiente operativo specifico e consentono risparmi energetici notevoli nella generazione e nell'utilizzo del vuoto.
Porta in alto il tuo progetto
In definitiva, SMC offre il design e il supporto applicativo necessari per garantire la sicurezza, l'affidabilità, la produttività e l'efficienza energetica del sistema di vuoto.
