Novità negli attuatori pneumatici

Mantenere semplice il processo di assemblaggio è sempre un approccio intelligente alla produzione di qualsiasi prodotto. E uno dei modi più semplici per implementare il movimento lineare o rotatorio in un processo di assemblaggio è con un attuatore pneumatico.

"La configurazione semplice e il costo inferiore sono due dei principali vantaggi degli attuatori pneumatici rispetto a quelli elettrici e idraulici", osserva Carey Webster, responsabile delle soluzioni ingegnerizzate presso PHD Inc. "Anche la configurazione è rapida e comporta il fissaggio dell'attuatore e il collegamento dell'aria linee ai raccordi."

PHD vende attuatori pneumatici da 62 anni e la sua base di clienti più numerosa è rappresentata dai produttori automobilistici. Altri clienti provengono dai settori degli elettrodomestici, della medicina, dei semiconduttori, degli imballaggi e degli alimenti e delle bevande.

Secondo Webster, circa il 25% degli attuatori pneumatici prodotti da PHD sono personalizzati. Quattro anni fa, l'azienda ha creato un attuatore personalizzato che funziona come testa di prelievo pneumatica a passo fisso per un costruttore di macchine per l'assemblaggio medico.

"Ciò che fa questa testa è selezionare e posizionare in modo rapido e accurato più parti prima di inserirle in un container per la spedizione", spiega Webster. "La testa di presa è montata sulla base della macchina per la produzione di pezzi e modifica il passo del pezzo da 10 a 30 millimetri, a seconda delle dimensioni del pezzo."

Lo spostamento di oggetti da un punto all'altro con una forza elevata è una delle specialità degli attuatori pneumatici e il motivo per cui rimangono il mezzo di riferimento per il movimento delle macchine sulle catene di montaggio dopo essere stati utilizzati per quasi un secolo. Gli attuatori pneumatici sono noti anche per la loro durata, convenienza e tolleranza al sovraccarico. Ora, la più recente tecnologia di rilevamento consente agli ingegneri di ottimizzare le prestazioni degli attuatori e di integrarli in qualsiasi piattaforma IIoT (Industrial Internet of Things).

Durante la prima metà del XX secolo, gli attuatori pneumatici utilizzati nell'industria manifatturiera producevano una forza lineare basata su cilindri a semplice effetto. Quando la pressione aumenta su un lato, il cilindro si muove lungo l'asse del pistone, creando una forza lineare. Il pistone ritorna nella sua posizione originale quando viene fornita una forza di ritorno elastico all'altro lato del pistone.

Il cofondatore di Festo AG & Co. Kurt Stoll ha collaborato con gli ingegneri del personale per sviluppare la prima serie europea di cilindri pneumatici, il tipo AH a semplice effetto, nel 1955. I cilindri furono introdotti sul mercato l'anno successivo, secondo Michael Guelker, product manager di attuatori pneumatici presso Festo Corp. e Fabco-Air.

Poco dopo vennero sul mercato attuatori pneumatici non riparabili, con cilindro di piccolo diametro e a piastra, nonché quelli che generano forza rotatoria. Charlie Bimba creò il primo cilindro non riparabile nel suo garage a Monee, Illinois, prima di fondare la Bimba Manufacturing nel 1957. Quel cilindro, ora noto come cilindro pneumatico non riparabile della linea originale, divenne e rimane il prodotto di punta di Bimba.

"A quel tempo, gli unici attuatori pneumatici sul mercato erano piuttosto ingombranti e relativamente costosi", afferma Sarah Manuel, product manager per gli attuatori pneumatici presso Bimba. “Quelli non riparabili hanno una generica scocca tonda, costano meno, durano altrettanto e non necessitano di manutenzione. Originariamente, questi attuatori avevano una durata di usura di 1.400 miglia di viaggio. Quando li abbiamo rinnovati nel 2012, la loro durata è più che raddoppiata, arrivando a 3.000 miglia”.

PHD ha introdotto il suo attuatore con cilindro di piccolo diametro Tom Thumb nel 1957. Oggi, come allora, l'attuatore è dotato di un cilindro standard della National Fluid Power Association (NFPA), disponibile e intercambiabile presso diversi fornitori di apparecchiature. Incorpora anche una struttura a tirante che consente la flessione. Le attuali offerte di cilindri di piccolo diametro di PHD forniscono prestazioni elevate nella maggior parte delle applicazioni e possono essere dotate di doppio stelo, guarnizioni per alte temperature e sensori di fine corsa.

Gli attuatori Pancake furono progettati da Alfred W. Schmidt (il fondatore di Fabco-Air) alla fine degli anni '50 per soddisfare la necessità di cilindri pneumatici compatti a corsa breve e a basso profilo che si adattassero a spazi ristretti. Questi cilindri hanno una configurazione dello stelo che funziona a semplice o doppio effetto.