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Nel panorama della tecnologia e del know-how aziendale, la Prima S.r.l. dispone di un’approfondita esperienza nello specifico settore del processamento di sale ferroviarie in fase di manutenzione. Anche in virtù di una proficua partnership tecnica con il più importante produttore mondiale di bicarbonato di sodio (NaHCO3), abbiamo realizzato e fornito negli anni varie tipologie di macchinari speciali/custom a clienti che operano nello specifico settore (Trenitalia etc.). 

L’evoluzione tecnologica di tale macchinario, verificatene le qualità e le prestazioni in esercizio, porta direttamente a proporne l’automazione per le evidenti ragioni che stanno alla base dei moderni processi industriali. il concetto alla base di quanto sopra è stato favorevolmente accolto dagli Organi Competenti e giudicato meritevole di un finanziamento per il sostegno alle attività R&D delle PMI da parte della stessa Regione Toscana, nell’ambito del PRO FESR 2014-2020 – Bandi Per Aiuti agli Investimenti in Ricerca, Sviluppo e Innovazione. Il progetto EDM (Ejector Drome Module) si propone dunque come attività di tipo R&D per lo sviluppo delle potenzialità del macchinario sopra introdotto, ma si presta anche per altre e differenziate applicazioni industriali (sabbiatura, trattamenti superficiali con polveri a secco etc.) di tipo affine a quella per la quale esso viene appunto concepito. In sostanza, si tratta di un manipolatore automatico robotizzato che, pure classificabile con il termine di “esoscheletro”, movimenta (n.5 DOFS) un apposito polso (wrist–end-effector) che, a sua volta, supporta ed orienta l’ugello di eiezione in pressione dei prodotti di lavaggio e ne consente il comando/controllo a distanza. Oltre ad essere programmabile per poter effettuare dei cicli di lavaggio “standard”, un’adeguata sensorizzazione/sistema di monitoraggio consentono utilmente agli operatori addetti un comando diretto (fly-by-wire) per poterne gestire direttamente le funzionalità operative.

26 commenti
  1. andrea rindi
    andrea rindi dice:

    Osservando la figura, non c’è evidenza delle modalità per cui possano essere raggiunte e processate tutte le zone della sala e dell’assile; chiedo pertanto qualche spiegazione nel merito

    • roberto
      roberto dice:

      Nella figura non è rappresentata la meccanica che consente alla sala montata di ruotare rispetto al proprio asse, in modo da presentare all’ugello di eiezione tutte le superfici esterne di questa. Al di sotto del sistema EDM è appunto installata una meccanica motorizzata autonomamente che porta in rotazione la sala in lavorazione, con velocità e direzione variabile/programmabile

  2. Amedeo
    Amedeo dice:

    Il numero di gradi di libertà (n.5) del sistema EDM sembra superiore alle reali necessità che, a rigore, potrebbero essere limitati a n.3. Quale è la ragione per la quale è stato scelta tale soluzione ?

    • roberto
      roberto dice:

      Si è ritenuto preferibile, almeno in fase prototipale, disporre di una “eventuale” ridondanza piuttosto che rischiare di dover intervenire per ragioni opposte. In sostanza i due movimenti di rotazione applicati al “wrist” del manipolatore cartesiano hanno lo scopo di riprodurre con migliore approssimazione la movimentazione manuale dell’operatore nei confronti dell’ugello di eiezione.

    • roberto
      roberto dice:

      A monte del sistema EDM viene installato un impianto di alimentazione in pressione del prodotto di lavaggio (sostanzialmente bicarbonato di sodio – NaHCO3 – di adeguate proprietà granulometriche) costituito da un serbatoio in pressione, a sua volta convogliato nel condotto principale di eiezione ed alimentato a pressione (es. 3.5 ÷ 4.0 bar) di poco superiore rispetto a questo (es. 3.0 ÷ 3.5 bar); nell’efflusso avviene la miscelazione dell’aria compressa con le polveri di lavaggio che raggiunge l’ugello di eiezione per essere “lanciato” verso l’organo meccanico da trattare.
      Le modalità di funzionamento di principio sono simili a quelle delle macchine “sabbiatrici”, anche se con significative differenze tecnologiche ed operative, che, nella sede presente, non descrivo, ma che mi rendo disponibile ad illustrare, se richiesto.

  3. Enrico B
    Enrico B dice:

    Dalla figura sembra che gli assi lineari applicati non siano, come di consueto per il presente tipo di applicazioni, del tipo a vite-senza-fine con chiocciola a ricircolo di sfere; potete fornirmi qualche indicazione?

    • roberto
      roberto dice:

      Gli assi applicati sono del tipo a cinghia dentata con sistema di guida prismatica e pattini a ricircolo di sfere; tale scelta dipende dalla specifica necessità di precisione/ripetibilità nel posizionamento dell’ugello di eiezione non particolarmente elevata (margine di errore approssimativamente stimato dell’ordine del 0.4 ÷ 0,5 mm), poiché l’azione pulente avviene per mezzo di un getto di materiale pulverulento di lavaggio con un diametro stimabile all’impatto di circa  = 12 ÷ 20 mm.

  4. Benedetta Romani
    Benedetta Romani dice:

    Quali sono i tempi medi per il lavaggio di una sala completa ? Quale è il consumo di bicarbonato di sodio ?

    • roberto
      roberto dice:

      Di solito, in base all’esperienza accumulata (trattamento di pulizia manuale), per la pulizia di una sala “mediamente “ sporca possono essere impiegati n.18 ÷ 20 min. che oscillano da un minimo di 12 ÷ 15 ad un massimo di 25 per sale in condizioni particolarmente “difficili”.
      Per il consumo di prodotto, viceversa, il riferimento può essere considerato di 12 ÷ 20 kg/sala in rapporto al livello di sporcizia su di essa accumulato

  5. Simone Panconi
    Simone Panconi dice:

    A seguito della precedente domanda dell’utente Emanuele Galardi sul funzionamento del sistema di eiezione, vorrei capire quali sono le differenze tra trattamento superficiale con bicarbonato di sodio e sabbiatura ?

    • roberto
      roberto dice:

      Cerco di rispondere alla domanda nei punti seguenti.
      a. Sabbiatura:
      – La sabbiatura impiega una polvere di tipo “sabbia” (minerale) con proprietà abrasive di livello non trascurabile (la pulizia comporta anche un’inevitabile effetto abrasivo superficiale);
      – La sabbia può essere riutilizzata reimmettendola in ciclo per un certo numero di iterazioni, fino al suo “esaurimento”;
      – La sabbia deve essere smaltita secondo le regole previste dalla normativa vigente.
      b. Lavaggio con NaHCO3
      – Il lavaggio a secco con prodotti a base di bicarbonato di sodio (NaHCO3) non genera, di per sé, alcun effetto abrasivo (eventualmente, se necessario, possono essere aggiunti prodotti abrasivi in piccola quantità);
      – Il bicarbonato di sodio (NaHCO3) non dovrebbe essere riutilizzato dopo la prima eiezione, poiché l’effetto pulente deriva dalla “rottura” meccanica dei granuli in fase di impatto con l’organo da trattare;
      – Il bicarbonato di sodio (NaHCO3) non porta problemi di smaltimento poiché non inquinante e solubile in acqua.
      Non entro ulteriormente nel dettaglio in relazione ai vantaggi/svantaggi delle n.2 diverse tecnologie di pulizia/lavaggio a secco.

  6. Matteo Bianchi
    Matteo Bianchi dice:

    In considerazione della evidente versatilità del sistema (robotizzato), quali altri tipi di applicazione possono essere proposti?

    • roberto
      roberto dice:

      Nell’impostazione delle specifiche di progetto, viene tenuto conto dell’obiettivo di rendere più ampia possibile la prospettiva di applicazione del sistema presente che, per concezione di origine, può non solo essere applicato a tutti i tipi di lavorazione affini alla presente (lavaggio a secco ed umido con prodotti a base di NaHCO3, sabbiatura, processi di spruzzatura della più varia natura etc.), ma anche a processi/lavorazioni per le quali non siano richiesti requisiti di precisione particolarmente spinti, oltre ad una varietà estrema di applicazioni di automazione con manipolazione/movimentazione di tipo polivalente.

  7. Martina M.
    Martina M. dice:

    Quale tipo di sistema di automazione (gestione, controllo, alimentazione etc.) è stato preso in considerazione per la movimentazione dl sistema ?

    • roberto
      roberto dice:

      Nella fase presente di progetto a livello preliminare è stato ipotizzato di applicare un sistema di controllo assi digitale programmabile con n.5/6 DOFS (il DOF n.6 potrebbe essere utilizzato per la gestione della movimentazione di rotazione sala non rappresentato nella figura) che gestisce una serie di altrettanti motori di tipo brushless di ultima generazione, ciascuno dei quali è alimentato da un apposito alimentatore indipendente interfacciato al “controller” centrale. Resta comunque da verificarne la funzionalità in relazione alle coppie/potenze necessarie al funzionamento del sistema con particolare riferimento alla dinamica del sistema, peraltro non particolarmente spinta.

  8. Alessandro
    Alessandro dice:

    Secondo i progettisti, il sistema EDM potrebbe trovare applicazione in ambiti diversi da quelli esplicitamente descritti ?

    • roberto
      roberto dice:

      Come già discusso, nell’impostazione delle specifiche di progetto, viene tenuto conto dell’obiettivo di allargare per quanto possibile la prospettiva di applicazione del sistema EDM non solo a lavorazioni/processi affini a quello per il quale esso è stato concepito, ma anche ad altri della più varia natura con la particolarità di non presentare requisiti di precisione particolarmente elevata proprio per il tipo di caratteristiche tecniche e prestazionali di specifica dell’assieme.

  9. Nicola
    Nicola dice:

    Per quale ragione sono applicati anche le n.2 movimentazioni automatiche di tipo rotazionale sull’end-effector del sistema ? Non viene considerata sufficiente la manipolazione dell’ugello lungo le n.3 coordinate cartesiane principali (assiale, verticale, trasversale) ?

    • roberto
      roberto dice:

      In linea di massima quanto osservato potrebbe essere corretto, ma si è ritenuto preferibile, almeno in fase prototipale, disporre di una “eventuale” ridondanza piuttosto che rischiare di dover intervenire sul sistema per ragioni opposte. In sostanza, in fase di sperimentazione, è necessario valutare tale esigenza ed, eventualmente, ove ritenuto opportuno, limitarne la prestazione.

  10. Marco
    Marco dice:

    Come vengono raccolte le polveri utilizzate per il processo di lavaggio a secco ? Come vengono recuperate per essere impiegate nuovamente ?

    • roberto
      roberto dice:

      Il problema dell’applicazione industriale di prodotti pulverulenti per trattamenti del tipo presente comporta un a particolare cura per la gestione delle polveri presenti nell’ambiente, fermo restando che il sistema EDM presente viene utilizzato all’interno di un’apposita cabina di lavaggio isolata e protetta nei confronti dell’ambiente esterno.
      a. Un sistema di aspirazione aria/convogliamento polveri in dotazione con la cabina di lavaggio provvede all’estrazione delle polveri in sospensione all’interno di essa; un apposito sistema di passaggi/bocchette di aspirazione, tramogge, convogliatori etc. genera un’adeguata circolazione di aria all’interno di questa con un flusso che ne consente l’asportazione. Appositi sistemi di aspirazione/filtraggio a ciclone di adeguata potenza provvedono, a loro volta, a generare un flusso d’aria di adeguata portata e prevalenza.
      b. In generale le polveri esauste aspirate dall’ambiente di lavoro, vengono convogliate in scarico e non più utilizzate poiché di ormai ridotta efficienza operativa e di costo contenuto, tale da non renderne conveniente il successivo trattamento. Si tenga anche conto del fatto che lo smaltimento dei presenti prodotti a base di bicarbonato di sodio (NaHCO3), assolutamente privo di rischi di inquinamento, non comporta peraltro problemi di nessun tipo.

  11. Alessia
    Alessia dice:

    Come viene impostato il progetto della motorizzazione/azionamento degli assi del sistema EDM e come ne sono selezionati i componenti ?

    • roberto
      roberto dice:

      Nella fase presente di progetto viene stato ipotizzato di applicare agli assi motorizzazioni di tipo brushless di ultima generazione, ciascuna delle quali è alimentata da un apposito gruppo indipendente interfacciato al “controller” centrale. Resta da verificarne la prestazione in relazione alle coppie/potenze necessarie ed alle specifiche di sistema sulla base della più stretta collaborazione tecnica con il partner tecnico incaricato del progetto di automazione anche in relazione agli obiettivi di contenimento dei costi di produzione.

  12. Daniele Nocciolini
    Daniele Nocciolini dice:

    Nel progetto EDM esistono limitazioni e/o vincoli di impiego ed, eventualmente, come possono essere evidenziati?

    • roberto
      roberto dice:

      A prescindere dai vincoli funzionali ed operativi implicitamente compresi nelle stesse specifiche di progetto con particolare riferimento alle prestazioni di dettaglio e di assieme, non esistono, in generale, sostanziali limitazioni all’impiego di un sistema del tipo presente fermo restando quanto qui di seguito indicativamente riportato.
      a. Il sistema è concepito per applicazioni di tipo industriale di automazione con n.5/6 DOFS per movimentazione e manipolazione di organi meccanici della più varia natura senza particolari requisiti di precisione, con masse/inerzie dell’ordine dei 10 ÷ 20 kg e con dinamica di movimentazione non particolarmente spinta:
      b. L’ambiente di utilizzo deve presentarsi sostanzialmente asciutto, anche se può risultare saturo di polveri in sospensione dei tipi più diversificati; non è previsto comunque l’impiego in ambienti potenzialmente esplosivi, a rischio fuoco/fumi, esposti a radiazioni etc.
      c. Si osservi comunque come, per ogni diversa applicazione, sia opportuno analizzarne le caratteristiche tecniche ed, eventualmente particola rizzare/personalizzare il progetto dell’assieme.

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