Il profilo di movimento è il fattore decisivo

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Novembre 2016

 

Dimensionare un azionamento con accuratezza aiuta a contenere i costi d’acquisto e d’esercizio di una macchina. Per stabilire con quale affi dabilità ed effi cienza un dato motore eseguirà i movimenti desiderati, il fattore decisivo è il profi lo di movimento.

Nella concezione di un azionamento, gli aspetti principali sono generalmente i parametri “corsa” e “tempo”. Sempre nella maggior parte dei casi, a protezione della meccanica, i valori massimi di accelerazione e velocità sono predefiniti: i valori di tempo, accelerazione e velocità non vanno superati; il valore di corsa, oltre a non andare superato, neppure deve scendere sotto al minimo. In base a tali presupposti è possibile calcolare i profili di movimento, determinanti per l’effi cienza di un azionamento. Per tali compiti, i software tool off rono un aiuto prezioso. Nel nostro esempio vedremo come il profi lo di movimento infl uisca sull’effi cienza e sulle dimensioni di un azionamento.

The possibilities

Le possibilità:

Quando i due parametri “corsa” e “tempo” restano costanti, è possibile variare un profilo di movimento fra due estremi: da un andamento a schema triangolare verso uno a schema trapezoidale. Entro questi due estremi, variano i parametri della coppia di accelerazione e della coppia effettiva.


 
 

Scelta in base all'andamento trapezoidale

In un andamento di velocità a schema trapezoidale con rampa di accelerazione a pendenza elevata, si presentano forze di accelerazione molto elevate.

La coppia effettiva è inferiore rispetto alla coppia continuativa consentita del motore. La coppia di accelerazione richiede una coppia massima talmente elevata che, generalmente, le dimensioni del motore sono determinate da tale parametro.

Selection as per the trapezoidal move
 
Il motore non viene sfruttato a livello termico.

Il motore non viene sfruttato a livello termico.  
Massa: 100%
Spazio di installazione: 100%


Scelta in base all'andamento triangolare

In un andamento di velocità a schema triangolare, si presenta la minore forza di accelerazione.

La coppia di accelerazione è molto inferiore rispetto alla coppia massima consentita del motore. La coppia effettiva richiede una coppia continuativa talmente elevata che le dimensioni del motore sono determinate unicamente da tale parametro.

 
Selection as per the triangular move
 Il motore non viene sfruttato a livello dinamico.

Il motore non viene sfruttato a livello dinamico.
Risparmio rispetto allo schema trapezoidale:
 
Massa: –52%
Spazio di installazione: –44%


 

La soluzione ottimale

In un andamento di velocità a schema trapezoidale secondo la regola di 1/3, dove la fase di accelerazione, quella costante e quella di frenatura durano ciascuna 1/3 del tempo complessivo, si presenta la minore coppia effettiva; la coppia massima si trova in rapporto equilibrato. Ciò corrisponde alla curva caratteristica di un servomotore.

Mediante il software tool IndraSize ed applicando leggi di movimento di grado superiore, sono possibili ulteriori ottimizzazioni. Ciò risulta chiaro combinando il profi lo trapezoidale secondo la regola di 1/3 con un polinomio di terzo grado. In tale modo, la coppia effettiva e le coppie massime necessarie si possono ottimizzare tanto da consentire un motore di minori dimensioni.

The perfect solution
 
Il motore viene sfruttato al meglio.

Il motore viene sfruttato al meglio.
Risparmio rispetto allo schema trapezoidale:
 
Massa: –57%
Spazio di installazione: –56%


Per scaricare gratuitamente l’engineering tool IndraSize:

www.boschrexroth.com/indrasize