Capitolo 1: Cos'è un attuatore lineare elettrico e come sceglierlo?

Questa serie di articoli ha lo scopo di affrontare temi differenti riguardanti gli attuatori elettrici lineari, così come i fattori da prendere in considerazione nella scelta di un attuatore elettrico e dei relativi componenti. In questa prima parte, spiegheremo in cosa consiste un attuatore elettrico, le diverse tipologie e come scegliere l'attuatore più appropriato alle proprie esigenze.

 

Le parti successive saranno dedicate alla composizione di un attuatore elettrico lineare, alle opzioni di sicurezza che vi possono essere aggiunte, alla spiegazione delle diverse caratteristiche di carico e velocità da prendere in considerazione e alla regolazione ottimale in base al tipo di applicazione. Inoltre, verranno presentati i vari livelli di protezione IP, che servono a proteggere l'attuatore dai danni provocati da liquidi e polveri. Infine, ci occuperemo dei diversi sensori opzionali per una regolazione ancora più precisa e accurata dei sistemi automatizzati tramite l'utilizzo di attuatori elettrici.

 

Cos'è un attuatore elettrico lineare?

Gli attuatori elettrici lineari sono dispositivi dotati di un motore in grado di convertire un movimento rotatorio in uno lineare. Possono essere integrati in qualsiasi tipo di attrezzatura che richiede movimenti ergonomici durante spinta, tiro, sollevamento, abbassamento o inclinazione di un carico.

 

TiMOTION è un'azienda specializzata nella progettazione di attuatori elettrici e sistemi di movimento adattabili alle esigenze di qualsiasi tipo di settore: medicale, industriale e arredamento di abitazioni e ufficio.

Gli attuatori lineari elettromeccanici comprendono numerosi componenti e opzioni. Grazie al modello di business fondato sull'integrazione verticale, TiMOTION progetta, produce e personalizza tali componenti (compresi motori, viti senza fine e madreviti) in base alle esigenze dei clienti.

 

Attraverso il proprio sistema di stampaggio ad iniezione dei componenti in plastica e delle schede elettroniche, TiMOTION garantisce la qualità e la durata dei prodotti offerti. È in grado, inoltre, di ottimizzare i software e integrare i diversi movimenti necessari ai vari tipi di applicazioni. In questo modo, ad esempio, è possibile sincronizzare i movimenti di due attuatori elettrici grazie all'utilizzo di sensori di posizione.

 

I diversi tipi di attuatori elettrici

TiMOTION progetta e produce diversi tipi di attuatori elettrici lineari, intercambiabili e personalizzabili in base alle esigenze dei clienti e ai vari tipi di applicazioni.

 

1. Attuatori elettrici paralleli

Il motore di questi attuatori è parallelo alla vite senza fine. Gli attuatori elettrici paralleli sono generalmente azionati da ingranaggi cilindrici a denti dritti che offrono più varianti in termini di rapporto di velocità. Tali attuatori, infatti, consentono una maggiore ampiezza di carico e una velocità elevata, ma sono meno silenziosi degli attuatori lineari dotati di ruota elicoidale. Alcuni modelli di attuatori elettrici paralleli TiMOTION: MA2, MA5, TA2P.

2. Attuatori elettrici ad angolo retto o "a L"

Il motore degli attuatori elettrici ad angolo retto è perpendicolare alla vite senza fine. Gli attuatori elettrici a L sono generalmente attivati da ingranaggi a ruota elicoidale. Rispetto ai motori a ingranaggi cilindrici a denti dritti, questi dispositivi forniscono meno varianti in termini di rapporto di velocità, risultando quindi meno efficienti, ma sono molto più silenziosi e offrono un maggior grado di irreversibilità. Alcuni modelli di attuatori elettrici ad angolo retto TiMOTION: TA43, TA23, TA31, TA37.

3. Attuatori elettrici in linea

In questo tipo di attuatori, il motore è allineato alla vite senza fine. Gli attuatori lineari elettrici in linea sono dotati di una lunghezza minima di ingombro più elevata. Sono generalmente azionati da un insieme di ingranaggi epicicloidali e appositamente concepiti per essere installati in spazi ristretti. Il livello di rumorosità è dunque più elevato. Alcuni modelli di attuatori elettrici lineari TiMOTION: JP3 et JP4.

 

 

4. Motoriduttori

I motoriduttori permettono di concepire sistemi economici e polivalenti, in quanto sono associati a una o più viti senza fine. Dal design compatto, i motoriduttori sono generalmente azionati da ingranaggi a ruota elicoidale e rappresentano la scelta ideale per ottenere una sincronizzazione meccanica. Alcuni esempi di motoriduttori TiMOTION: TGM1, TGM2, TGM3, TGM4, TGM5, et TGM7.

 

 

5. Attuatori elettrici a doppio motore

I motori doppi consentono di produrre un movimento in due direzioni diverse, in modo indipendente o simultaneo. Sono generalmente azionati da ingranaggi a ruota elicoidale e offrono, pertanto, movimenti più silenziosi. Nonostante il prezzo di questi dispositivi sia più elevato a livello singolo, il costo totale del sistema risulta più economico grazie al numero ridotto di componenti necessari ad operare i diversi movimenti. Un esempio di motore doppio TiMOTION è il modello TT1.

 

 

6. Attuatori elettrici a guida lineare

Gli attuatori elettrici a guida lineare permettono di operare un movimento lineare senza ricorrere a un tubo esteriore. Il fissaggio frontale è collegato alla madrevite, che si sposta lungo la vite senza fine. Alcuni esempi di attuatori elettrici a guida lineare TiMOTION: TA5P.

 

 

7. Colonne elettriche ad altezza variabile

TiMOTION produce colonne elettriche di sollevamento per automatizzare dispositivi industriali, medicali ed ergonomici. Le colonne industriali e medicali TiMOTION sono concepite per essere installate su letti medicali e bariatrici, o su postazioni di lavoro industriali ad altezza variabile. Permettono la regolazione verticale di carichi elevati, mantenendo un alto livello di stabilità e preservando la sicurezza e il comfort degli utenti. Alcuni esempi di colonne elettriche di sollevamento per applicazioni industriali e medicali: TL3, TL17, TL27, TL10H, TL18AC.

 

TiMOTION propone anche una vasta gamma di colonne per scrivanie ergonomiche ad altezza variabile, conformi agli standard BIFMA. Questo tipo di colonne sono disponibili in diversi colori, forme e dimensioni, e possono essere a due o tre sezioni. Alcuni esempi di colonne elettriche ergonomiche TiMOTION per scrivanie regolabili in altezza: TL4, TL5, TL7, TL9, TL13, TL14 et TL15.

 

 

Come scegliere un attuatore elettrico in base al tipo di applicazione

Scegliere un attuatore elettrico ottimale è l'elemento essenziale di tutti i progetti di automazione ben riusciti. Ce ne sono di diversi modelli, con motore parallelo, a L o ad asse parallelo, e tutti possono essere dotati di numerose opzioni.

Ciascuna esigenza corrisponde a un progetto unico. Per effettuare la scelta giusta nell'acquisto degli attuatori, occorre tenere conto del tipo di applicazione e delle eventuali restrizioni di carattere tecnico: velocità, capacità di carico, ciclo di lavoro, spazio disponibile e ambiente, per citarne alcune.

 

1. Determinare la capacità di carico necessaria

il carico da supportare è un fattore determinante della scelta di un attuatore in quanto ne definisce i diversi tipi di componenti necessari al lavoro richiesto (motore, madrevite, vite senza fine, ingranaggi, cuscinetti a sfera, etc.).

È importante determinare sia il tipo di movimento che l'attuatore deve operare (tiro, spinta, spostamento verticale o orizzontale) che la corsa di tale movimento, che dipenderà anche dal diametro dei tubi interni ed esterni dell'attuatore.

Tutti questi fattori influenzano la capacità dell'attuatore di sollevare carichi, e hanno un impatto anche sulla sua resistenza.

 

2. Determinare la velocità necessaria

La velocità desiderata è anch'essa un criterio fondamentale nella scelta di un attuatore.

Non tutti i meccanismi o i materiali sono compatibili con velocità elevate, che, con un grosso carico, possono provocare un'usura prematura del prodotto e impattarne la durata del ciclo di vita. Ciascun dispositivo, dunque, dispone di un limite di velocità e di carico che non deve essere superato, per evitare il rischio di danni materiali. La velocità del movimento dipende, tra le altre cose, anche dal passo della vite e dalle caratteristiche del motore.

 

3. Determinare il ciclo di lavoro

Il ciclo di lavoro definisce il rapporto tra i tempi di funzionamento e quelli di riposo di un dispositivo e varia in modo considerevole da un tipo di utilizzo a un altro. È un fattore importante da tenere in considerazione nella scelta di un attuatore elettrico, dei materiali da cui è composto e dei suoi meccanismi, in quanto un'accurata definizione del ciclo di lavoro conferisce ai dispositivi una durata di vita ottimale e limita la rapidità di usura delle componenti meccaniche o l'eventuale surriscaldamento.

Ad esempio, gli attuatori elettrici a motore parallelo, con i loro ingranaggi cilindrici a denti dritti, supportano un alto numero di cicli di lavoro elevati.

 

4. Determinare lo spazio disponibile

La scelta dell'attuatore dipende anche dallo spazio disponibile nel sistema.

Al di là del carico, della corsa o della velocità, è importante sapere se il dispositivo opererà all'interno di uno spazio ristretto e se vi sono restrizioni in termini di ingombro, per permetterne l'integrazione nell'apparecchiatura.

Gli attuatori elettrici ad asse parallelo, grazie all'allineamento del motore con la vite senza fine, sono più compatti e quindi ideali per l'installazione in spazi ristretti. L'ingombro di un attuatore dipende dalla configurazione del montaggio (con motore ad asse parallelo, ad L, o parallelo).

 

5. Determinare l'ambiente

Anche l'ambiente in cui il dispositivo automatizzato verrà utilizzato è un parametro significativo nella scelta di un attuatore elettrico ottimale. Occorre sapere se l'apparecchiatura opererà all'interno o all'esterno; se sarà soggetta a polveri, a contaminanti solidi o all'umidità; se verrà sottoposta a lavaggi intensivi con prodotti detergenti o puliture ad alta pressione. In base alle esigenze del fattore ambientale, i materiali utilizzati e l'indice di protezione IP applicato non saranno gli stessi per tutti i dispositivi. Se ad esempio si ricerca una bassa rumorosità, l'attuatore elettrico a L, con i suoi ingranaggi in plastica a ruota elicoidale, è in grado di fornire un movimento silenzioso e ideale per i dispositivi medicali o domestici.

 

Tutto è modificabile, tutto è adattabile…

La scelta di un determinato tipo di attuatore piuttosto che un altro, dunque, dipende da diversi parametri. È importante sceglierne uno che possa rispondere in modo ottimale alle esigenze del tipo di applicazione per cui viene usato.

 

Ciascun tipo di applicazione comprende una lista di esigenze indispensabili alla progettazione di attuatori elettrici personalizzato. Il budget economico ha, dunque, una grossa valenza nella realizzazione di un progetto di automazione, in quanto alcune inevitabili restrizioni tecniche richiedono un budget più cospicuo. La cosa importante è valutare attentamente tutti i parametri illustrati in precedenza, al fine di ottenere un prodotto altamente personalizzato ed efficiente in termini di qualità e resa.

 

Per ulteriori informazioni sui nostri attuatori elettrici, o se desiderate ricevere un aiuto per il vostro progetto di automazione, non esitate a contattare i nostri uffici commerciali! TiMOTION offre pieno supporto ai propri clienti al fine di fornire soluzioni di qualità, personalizzate in base alle esigenze specifiche di ciascuno.

 

Nel nostro prossimo articolo scopriremo i componenti interni ed esterni che compongono un attuatore elettrico lineare.