Da dove partire: la vite e la coppia di serraggio
La scelta dell'avvitatore industriale parte dalle caratteristiche del giunto da serrare e dalle esigenze della linea produttiva.
Prima di valutare la tecnologia di alimentazione, è importante definire tre parametri fondamentali:
- Coppia di serraggio: il valore previsto dal progetto per ottenere un assemblaggio conforme alle specifiche.
- Tolleranza ammessa: lo scostamento accettabile rispetto al valore di coppia richiesto.
- Frequenza di utilizzo: il numero di serraggi da eseguire per turno e la continuità del ciclo produttivo.
Una vite autofilettante su una lamiera sottile e un fissaggio strutturale su un telaio, ad esempio, richiedono caratteristiche di serraggio differenti, indipendentemente dalla tecnologia utilizzata.
Un riferimento tecnico importante è la norma
ISO 5393:2017, che definisce metodi di prova per valutare le prestazioni degli utensili di serraggio, inclusa la dispersione dei valori di coppia, per gli utensili che rientrano nel suo campo di applicazione.
La ripetibilità del serraggio rappresenta quindi un parametro fondamentale, da considerare insieme alle caratteristiche del giunto e alle condizioni operative.
Per approfondire il principio di funzionamento della tecnologia pneumatica, consulta la guida OBER su
come funziona un avvitatore pneumatico.
I vantaggi dell'avvitatore pneumatico nell'assemblaggio industriale
Rispetto alle soluzioni elettriche, gli avvitatori pneumatici presentano caratteristiche particolarmente interessanti per le applicazioni industriali, soprattutto quando sono richiesti cicli ripetitivi e utilizzo intensivo.
Elevato rapporto potenza/peso
Uno dei principali vantaggi della tecnologia pneumatica è la possibilità di sviluppare potenze significative con motori relativamente compatti e leggeri.
Il favorevole rapporto tra potenza, peso e ingombro contribuisce alla maneggevolezza dell'utensile, un aspetto importante nelle postazioni in cui l'operatore deve eseguire numerosi serraggi durante il turno.
Le dimensioni contenute possono inoltre facilitare l'integrazione dell'avvitatore in spazi di lavoro limitati o all'interno di macchine automatiche.
Idoneità al funzionamento continuativo
I motori pneumatici sono particolarmente adatti alle applicazioni che richiedono cicli di lavoro ripetitivi e prolungati.
L'azionamento ad aria compressa limita i problemi di riscaldamento tipici di alcune motorizzazioni elettriche, favorendo l'utilizzo continuativo, purché vengano rispettate le condizioni operative previste dal costruttore.
Per mantenere prestazioni regolari è comunque necessario garantire un'alimentazione pneumatica adeguata, soprattutto in termini di pressione e portata.
Resistenza all'arresto sotto carico
Un'ulteriore caratteristica dei motori pneumatici è la capacità, in molte configurazioni, di tollerare l'arresto sotto carico (
stall).
A differenza di un motore elettrico non adeguatamente protetto, che in condizioni di blocco può sviluppare un riscaldamento eccessivo, un motore pneumatico può generalmente sopportare questa condizione senza gli stessi rischi di danneggiamento termico.
L'idoneità al funzionamento in stallo deve comunque essere verificata in relazione al modello e alle condizioni di impiego.
Robustezza nell'ambiente produttivo
Gli avvitatori pneumatici tradizionali si distinguono per una costruzione meccanica relativamente semplice e per l'assenza di componenti elettronici di potenza integrati nell'utensile.
Queste caratteristiche possono favorire l'affidabilità in numerosi ambienti industriali, anche in presenza di condizioni operative impegnative.
La compatibilità con specifici ambienti di lavoro deve tuttavia essere verificata in base alle caratteristiche dell'utensile e alle prescrizioni del costruttore.
Manutenzione relativamente semplice
La costruzione dei motori pneumatici consente generalmente interventi di manutenzione relativamente semplici.
Una corretta alimentazione ad aria compressa, il rispetto delle prescrizioni di utilizzo e la manutenzione programmata contribuiscono a preservare nel tempo le prestazioni e l'affidabilità dell'avvitatore.
Controllo della coppia: il ruolo delle frizioni meccaniche
Nel serraggio industriale, il controllo della coppia è fondamentale per ottenere risultati ripetibili e limitare il rischio di danneggiare viti e componenti.
Negli avvitatori pneumatici questo controllo può essere affidato a differenti sistemi di frizione (
clutch), integrati nell'utensile e selezionati in funzione delle caratteristiche del giunto.
Gli
avvitatori pneumatici OBER comprendono diverse soluzioni:
- ACCU-TRK: frizione con arresto automatico che interrompe l'alimentazione al raggiungimento della coppia impostata, per applicazioni che richiedono un controllo accurato del serraggio.
- SLIP-TRK: frizione a slittamento che limita la coppia trasmessa al raggiungimento del valore regolato.
- SLIP-TRK/RE: versione con regolazione esterna della coppia mediante ghiera, utile nelle applicazioni che richiedono variazioni frequenti dell'impostazione.
- MULTI-TRK: soluzione di frizione per specifiche esigenze di regolazione e gestione della coppia.
- Versioni senza frizione: destinate ad applicazioni nelle quali il serraggio viene gestito mediante differenti modalità operative.
La gamma OBER comprende avvitatori a pistola, dritti, ad angolo e lineari, con potenze da
70 a 440 W, secondo il modello.
La disponibilità di differenti configurazioni consente di individuare l'utensile più adatto in funzione della coppia richiesta, dell'accessibilità del punto di serraggio e delle caratteristiche del ciclo produttivo.
Motori pneumatici per avvitatura nelle postazioni fisse
Quando l'avvitatura deve essere integrata in una postazione fissa, in una macchina di montaggio o in un sistema automatico, OBER propone specifici
motori pneumatici per avvitatura.
Le principali configurazioni comprendono:
- Motori senza frizione: il serraggio può avvenire mediante arresto del motore sotto carico (stall), sfruttando le caratteristiche di coppia del motore. Questa soluzione può essere utilizzata, quando tecnicamente appropriato, anche per applicazioni con viti autofilettanti e autoforanti.
- Motori con frizione SLIP-TRK: consentono di limitare la coppia trasmessa mediante una frizione a slittamento, offrendo una soluzione per applicazioni che non richiedono l'arresto automatico dell'alimentazione.
- Motori con frizione ACCU-TRK: interrompono il funzionamento al raggiungimento della coppia impostata e, nelle configurazioni previste, possono fornire un segnale pneumatico di avvenuto arresto.
Le differenti soluzioni consentono di scegliere il sistema di serraggio in funzione della precisione richiesta, del comportamento del giunto e delle modalità di integrazione nella macchina.
La ripetibilità effettiva deve essere valutata nelle condizioni applicative specifiche.
Coppia di reazione ed ergonomia della postazione
Durante il serraggio, l'avvitatore genera una
coppia di reazione, ovvero un momento torcente che tende a far ruotare l'utensile in direzione opposta rispetto alla vite.
Nelle operazioni manuali questa reazione viene trasmessa, almeno in parte, al sistema mano-braccio dell'operatore.
Per questo motivo, soprattutto nelle applicazioni ripetitive, la scelta dell'avvitatore deve considerare anche l'ergonomia della postazione.
Esistono diverse soluzioni per migliorare le condizioni operative:
- Arresto automatico alla coppia impostata: interrompe il serraggio al raggiungimento del valore previsto, contribuendo a controllare la fase finale dell'operazione.
- Avanzamento automatico: riduce lo sforzo assiale richiesto all'operatore durante l'avvitatura.
- Bracci a parallelogramma: opportunamente dimensionati, contrastano la coppia di reazione e possono contribuire a sostenere il peso dell'utensile.
- Bilanciatori: sostengono il peso dell'avvitatore, riducendo l'affaticamento durante l'utilizzo prolungato.
OBER propone
bracci a parallelogramma e bilanciatori per differenti esigenze di assemblaggio.
La gamma dei bilanciatori comprende portate da
0,4 a 180 kg, con corse fino a 3 metri.
Per approfondire questi aspetti, consulta anche l'articolo dedicato alla
postazione per l'avvitatura industriale.
Alimentazione pneumatica: sfruttare la rete d'aria del reparto
Quando il reparto dispone già di una rete di aria compressa adeguata, l'avvitatore pneumatico può essere integrato nella postazione senza introdurre una diversa tecnologia di alimentazione.
Lo stesso impianto può alimentare avvitatori portatili, motori per avvitatura e altri utensili pneumatici presenti nella linea produttiva, purché sia correttamente dimensionato.
Per garantire prestazioni regolari, è importante che l'aria compressa raggiunga l'utensile con pressione, portata e qualità adeguate.
Filtrazione, controllo dell'umidità ed eventuale lubrificazione devono rispettare le specifiche del costruttore.
OBER può inoltre realizzare, su richiesta, specifiche configurazioni di motori pneumatici che non richiedono lubrificazione dell'aria di alimentazione.
Utilizzo in ambienti con requisiti particolari
In presenza di atmosfere potenzialmente esplosive, l'idoneità degli utensili e delle altre apparecchiature deve essere verificata rispetto alla classificazione della zona e ai requisiti ATEX applicabili.
L'alimentazione pneumatica non rende automaticamente un utensile idoneo a questi ambienti: occorre verificare la specifica configurazione e le relative condizioni di impiego.
Per approfondire il tema, consulta la guida OBER sulla
certificazione ATEX.
Costi di esercizio e manutenzione: cosa considerare?
La scelta tra un avvitatore pneumatico e uno elettrico deve considerare non soltanto il prezzo di acquisto, ma anche il costo complessivo di utilizzo.
Per gli utensili pneumatici incidono l'efficienza dell'impianto di aria compressa, i consumi, le eventuali perdite della rete e le attività di manutenzione.
Per gli avvitatori elettrici occorre invece valutare il costo dell'utensile, delle eventuali unità elettroniche di controllo e, nelle versioni a batteria, degli accumulatori e dei sistemi di ricarica.
Quando una rete di aria compressa adeguata è già disponibile, l'avvitatore pneumatico può rappresentare una soluzione interessante per applicazioni ripetitive e continuative.
La convenienza effettiva dipende comunque dalle condizioni di utilizzo e dai costi dell'intero sistema.
Dall'avvitatore portatile ai sistemi di avvitatura automatica
Uno dei vantaggi della tecnologia pneumatica è la possibilità di utilizzarla sia negli utensili portatili sia nei motori destinati all'integrazione nelle macchine.
Quando aumentano i volumi produttivi o diminuiscono i tempi di ciclo disponibili, può diventare conveniente introdurre sistemi di avvitatura semiautomatici o automatici.
Le principali soluzioni comprendono:
- Avvitatori portatili: utilizzati direttamente dall'operatore nelle postazioni di assemblaggio.
- Sistemi semiautomatici: l'operatore mantiene il controllo dell'utensile, mentre l'alimentazione delle viti può essere automatizzata.
- Unità automatiche di avvitatura: il serraggio viene integrato in una macchina o in una linea produttiva.
- Sistemi modulari: permettono di configurare soluzioni specifiche in funzione dei componenti da assemblare e delle esigenze produttive.
OBER sviluppa sistemi di avvitatura automatica dagli anni '80, proponendo soluzioni per l'integrazione nei processi industriali, tra cui stazioni di avvitamento a colonna, alimentatori per viti da banco e il sistema modulare
SAMOA.
L'automazione può contribuire a migliorare la ripetibilità delle operazioni, ridurre le attività manuali e rendere più regolare il ciclo produttivo.
Per maggiori informazioni, consulta la sezione OBER dedicata all'
automazione per l'avvitatura industriale e la guida ai
sistemi di avvitatura automatica.
Quando conviene scegliere un avvitatore pneumatico?
L'avvitatore pneumatico rappresenta una soluzione particolarmente interessante quando:
- È già disponibile una rete di aria compressa adeguata alle esigenze della postazione.
- Sono previsti cicli di assemblaggio ripetitivi e intensivi, che richiedono continuità operativa.
- Peso e ingombro dell'utensile sono importanti, soprattutto nelle applicazioni manuali.
- La coppia deve essere controllata mediante una frizione meccanica, a slittamento o con arresto automatico.
- L'avvitatura deve essere integrata in una macchina, utilizzando motori pneumatici specifici.
- La linea produttiva prevede un'evoluzione verso l'automazione, con unità di avvitatura e alimentatori automatici di viti.
Quando può essere preferibile un avvitatore elettrico?
Gli avvitatori elettrici possono essere una scelta appropriata quando non è disponibile una rete di aria compressa, quando è richiesta una maggiore mobilità attraverso utensili a batteria oppure quando l'applicazione necessita di specifiche funzionalità elettroniche di controllo e registrazione dei parametri di serraggio.
Anche alcune soluzioni pneumatiche possono essere integrate con sistemi elettronici dedicati, ma le funzionalità effettivamente disponibili devono essere verificate in relazione alla configurazione adottata.
La scelta deve quindi basarsi sulle prestazioni richieste e sulle caratteristiche del processo, non soltanto sulla tecnologia di alimentazione.
Checklist: come scegliere l'avvitatore industriale più adatto
Prima di procedere alla scelta, è utile rispondere ad alcune domande:
- Qual è la coppia di serraggio prevista dal progetto e quale tolleranza è ammessa?
- Quanti serraggi devono essere eseguiti per turno?
- Quale sistema di controllo della coppia è più adatto al giunto?
- Qual è la coppia di reazione e come viene gestita nella postazione?
- È disponibile una rete di aria compressa con pressione, portata e qualità adeguate?
- Quali sono i costi di esercizio e manutenzione previsti?
- Il processo potrebbe beneficiare di un sistema di avvitatura semiautomatico o automatico?
Valutare questi aspetti permette di individuare una soluzione coerente con le esigenze di qualità, produttività ed ergonomia.
Le soluzioni OBER per l'avvitatura industriale
OBER mette a disposizione la propria esperienza nella progettazione e produzione di utensili pneumatici, motori industriali e sistemi per l'automazione.
La gamma comprende avvitatori con differenti sistemi di controllo della coppia, motori pneumatici destinati all'integrazione nelle macchine e soluzioni per l'avvitatura automatica.
L'obiettivo è individuare, per ogni applicazione, la configurazione più adatta alle caratteristiche del giunto, alle condizioni operative e alle esigenze della linea produttiva.
Hai un'applicazione di avvitatura industriale da sviluppare o ottimizzare?Il team tecnico OBER può supportarti nella valutazione delle caratteristiche del serraggio e nella scelta dell'utensile più adatto.
Contatta OBER per una consulenza tecnica.
Domande frequenti
Avvitatore pneumatico o elettrico: quale scegliere per l'assemblaggio industriale? Quando il reparto dispone di una rete di aria compressa adeguata, l'avvitatore pneumatico può offrire vantaggi importanti in termini di rapporto potenza/peso, continuità operativa, robustezza e integrazione nelle macchine. La scelta dipende comunque dalle prestazioni richieste e dalle condizioni di utilizzo.
Un avvitatore pneumatico può garantire un controllo preciso della coppia? Sì. Gli avvitatori pneumatici industriali possono utilizzare differenti sistemi di frizione. La frizione OBER ACCU-TRK interrompe l'alimentazione al raggiungimento della coppia impostata ed è indicata per applicazioni che richiedono un controllo accurato del serraggio. La ripetibilità effettiva dipende dal modello, dal giunto e dalle condizioni operative.
Un motore pneumatico può funzionare continuamente? Molti motori pneumatici sono adatti a cicli di lavoro prolungati e ripetitivi. È tuttavia necessario rispettare le condizioni operative previste dal costruttore e garantire un'alimentazione ad aria compressa adeguata.
Che cos'è la coppia di reazione di un avvitatore? È il momento torcente che tende a far ruotare l'utensile in direzione opposta rispetto alla vite durante il serraggio. Può essere contrastata mediante bracci di reazione opportunamente dimensionati, migliorando l'ergonomia della postazione.
Quando conviene automatizzare l'avvitatura? L'automazione può essere conveniente quando i volumi produttivi sono elevati, i cicli sono ripetitivi o sono richiesti tempi di assemblaggio regolari. OBER propone motori pneumatici e sistemi di avvitatura automatica destinati all'integrazione nei processi industriali.
