"Abbiamo cercato un idoneo fornitore di riduttori epicicloidali, che fossero esattamente modulati per il nostro sistema o che fossero modulabili su di esso - e che, non ultimo, fossero assolutamente di produzione tedesca"
M. Eng. Manuel Frey | Responsabile dello Sviluppo | fruitcore robotics GmbH
fruitcore robotics rivitalizza il mercato della robotica – con il robot industriale HORST e i riduttori epicicloidali di Neugart
Un robot industriale semplice da comandare, performante e al tempo stesso conveniente - con questa idea commerciale apparentemente semplice il costruttore di robot tedesco fruitcore robotics rivitalizza il mercato della robotica. Lo straordinario rapporto prezzo-prestazioni è reso possibile da dettagli tecnici intelligenti, fra i quali si ricordano l'innovativo concept di azionamento del robot, che coniuga catene articolate a quattro giunti con i riduttori epicicloidali di Neugart.
fruitcore robotics GmbH con sede a Costanza è un'azienda specializzata nello sviluppo e nella produzione nonché commercializzazione di robot industriali semplici da comandare e straordinari dal punto di vista tecnico. In questo momento sotto la lente di ingrandimento c'è un sistema a sviluppo interno che agevola l'automazione ad aziende di qualsiasi dimensione. Costituita nel 2017, la giovane azienda è arrivata a dare lavoro a circa 50 dipendenti, fra i quali si annoverano esperti altamente specializzati nei rami costruzione, elettronica e sviluppo software.
La gamma modulare, oltre a comprendere il robot industriale HORST (il cui nome è l'acronimo di Highly Optimized Robotic Systems Technology) e l'intuitivo software horstFX, si estende anche ad accessori adeguati quali pinze e una base mobile per robot. Il robot industriale a 6 assi, con una portata del braccio di 905 mm, un carico utile massimo di 5 kg e ripetibilità di +/- 0,05 mm si basa su un concept di azionamento con catene articolate a quattro giunti totalmente innovativo per la robotica. Con la rinuncia ai costosissimi riduttori armonici o ai riduttori cicloidali normalmente in uso, HORST offre un rapporto ottimale tra portata e carico utile ad un costo relativamente ridotto.
Le catene articolate a quattro giunti, chiamate anche collegamenti meccanici, hanno un rapporto di riduzione non lineare e quindi dipendente dalla posizione. Il significato di tutto questo in riferimento ad un braccio di robot lo spiega Manuel Frey, Co-fondatore e Responsabile dello Sviluppo in fruitcore robotics: "In base all'elevato rapporto di riduzione della catena articolata a quattro giunti quando il braccio è esteso, risulta che il picco di coppia - che dovrebbe essere applicato per l'accelerazione del braccio esteso, compreso il carico - sia sensibilmente minore rispetto a quello dei robot convenzionali."
Il vantaggio consiste nella possibilità di impiegare motori più piccoli, con la conseguente riduzione del prezzo del robot. Per la verità, nel corso del lavoro di sviluppo è emerso che il rapporto della catena articolata a quattro giunti, da solo, non basta. Pertanto come soluzione si impiegano altri riduttori sugli assi. L'eccezionalità di HORST deriva da questa combinazione.
La tipologia di riduttore ottimale che si è rivelata valida per questa specifica applicazione è quella dei riduttori epicicloidali monostadio. Per garantire valori ottimali di carico utile e portata all'elevata dinamica dei movimenti del robot, è necessario configurare l'intero sistema di trasmissione nel segno dell'efficienza. In quest'ottica il rapporto di riduzione appropriato funge da criterio base e viene fondamentalmente determinato dal riduttore epicicloidale. "Senza le catene articolate a quattro giunti, in teoria saremmo dovuti ricorrere a riduttori a due stadi, che d'altro canto hanno un gioco torsionale più elevato, per cui il loro impiego in robot a braccio articolato sarebbe sfavorevole", così descrive Manuel Frey l'alternativa poco praticabile.
I responsabili di fruitcore robotics non hanno cercato di semplificare la ricerca di un adeguato costruttore, come ricorda Manuel Frey: "Abbiamo cercato un fornitore adeguato di riduttori epicicloidali, che fossero esattamente modulati per il nostro sistema o che fossero modulabili su di esso - e che, non ultimo, fossero assolutamente di produzione tedesca." In questo scenario la scelta è caduta su Neugart, azienda specializzata nei riduttori con sede a Kippenheim, nel Baden.
Il criterio più importante per il Responsabile dello Sviluppo Frey e i suoi colleghi si basava sulla precisione elevata e su un ridottissimo gioco torsionale dei riduttori. Anche la resistenza alla fatica dei riduttori è assicurata dall'esercizio all'interno del range nominale, con la garanzia di lunga durata del robot.
A livello concreto, sui sei assi del robot si impiegano quattro riduttori epicicloidali Neugart di taglie diverse, che sono particolarmente leggeri e al contempo molto performanti, inoltre grazie al loro design con cuscinetto ad attrito ridotto e alla lubrificazione ottimizzata sono l'ideale anche per cicli di carico dinamici e gravosi.
Oltre alle caratteristiche di prodotto, ha non di meno giocato a favore di Neugart anche l'impeccabile collaborazione: "L'implementazione dei riduttori si è svolta assolutamente senza problemi", conferma Manuel Frey. "Durante la fase di sviluppo Neugart ha reagito sempre rapidamente alle nostre richieste di aggiustamento. Inoltre fin dall'inizio tutti i dati ed informazioni messi a disposizione da Neugart - nel catalogo e nei tool di configurazione TDF o NCP - si sono rivelati molto utili e talmente esaustivi che siamo potuti partire subito col progetto. Naturalmente c'è stata qualche questione di natura tecnica, che tuttavia è stata risolta sempre velocemente e facilmente grazie allo stretto accordo reciproco."
A favore del ruolo di fornitore per Neugart dal punto di vista di fruitcore robotics ha pesato anche il fatto che il costruttore è già pronto a soddisfare eventuali requisiti futuri considerando la sua vasta gamma di prodotti: "Ci saranno altri robot di taglie diverse", preannuncia Manuel Frey. "Grazie alla grande scelta di modelli di riduttori nulla si frappone a questo progetto - e ad un'ulteriore fruttuosa collaborazione con Neugart."
