Non è insolito che chi è nuovo nel mondo dell'assemblaggio si lamenti della mancanza di precisione degli avvitatori elettrici quando si lavora su giunti rigidi; in realtà, un sistema di avvitatura intelligente con controllo della coppia come il K-DUCER di Kolver può essere facilmente programmato per ottenere altissima precisione anche con i giunti più rigidi.
Come abbiamo visto in precedenza, un giunto rigido si caratterizza per un movimento minimo tra le superfici di accoppiamento durante il serraggio, con un rapido aumento della coppia non appena la testa della vite va in appoggio. Questo brusco aumento della coppia può portare ad un serraggio eccessivo e danni ai componenti se si lavora a velocità troppo elevate, a causa dell'inerzia di tutte le parti rotanti.
Il K-DUCER risolve il problema attraverso la sua funzione di downshift. Questa caratteristica consente all'avvitatore di operare ad alta velocità durante la fase iniziale di avvitatura per poi ridurre automaticamente la velocità al raggiungimento di una soglia di coppia specificata. Rallentando quando la coppia aumenta, la funzione di downshift offre agli operatori un maggiore controllo nella fase critica di serraggio finale, garantendo che la coppia desiderata venga raggiunta senza essere superata.
Inoltre, a partire dalla versione v40, il K-DUCER rileverà automaticamente quando l'operatore sta lavorando con un giunto rigido senza utilizzare la funzione di downshift (o a velocità troppo elevata) e consiglierà di modificare la strategia di serraggio.
Quando e perché vengono utilizzati i giunti rigidi?
I giunti rigidi offrono durata, resistenza e precisione, rendendoli ideali per applicazioni con forti sollecitazioni, vibrazioni e condizioni estreme. La loro rigidità garantisce assemblaggi duraturi con un rischio minimo di allentamento e minore manutenzione grazie alla loro maggior resistenza all'usura. Questo li rende una scelta preferita nei settori automobilistico e aerospaziale, e occasionalmente nell'elettronica, tipicamente in situazioni dove le vibrazioni potrebbero danneggiare il componente.
Un Esempio Pratico
Impostiamo un ambiente di prova con un giunto metallo-su-metallo e un sistema K-DUCER.
Il nostro ambiente di prova.
Per la prima prova, impostiamo l'avvitatore a 600 RPM, con un target di coppia di 3,50 Nm, e osserviamo cosa accade.
Inizialmente lavoreremo a 600 RPM per tutta l'avvitatura.
I risultati iniziali.
Come possiamo vedere, a questa velocità l'avvitatore ha talmente tanta inerzia e così poco tempo per fermarsi che ha superato il target di coppia di quasi 1,50 Nm.
Osservando il grafico della funzione coppia-angolo, possiamo vedere come questo giunto inelastico abbia un coefficiente angolare molto alto e poche rotazioni della vite dal punto di appoggio alla coppia di chiusura.
Grafico coppia-angolo.
In altre parole, vi è un intervallo molto breve tra il momento in cui la vite entra in contatto con la superficie sottostante e il momento in cui l'avvitatore raggiunge la coppia finale e deve fermarsi. Inevitabilmente, ciò diventa impossibile a velocità elevate, proprio come cercare di fermare un veicolo in corsa ad alta velocità.
Più tecnicamente, durante la fase di avvitatura iniziale, la vite ruota rapidamente e liberamente poiché c'è poca resistenza. Non appena la testa della vite tocca la superficie (punto di appoggio), la resistenza aumenta istantaneamente poiché vi è pochissima compressione o flessione del materiale.
L'arresto improvviso della rotazione della vite (a causa della resistenza) significa che l'energia cinetica residua derivante dal movimento ad alta velocità viene assorbita sotto forma di coppia aggiuntiva (e non desiderata).
Impostare la Funzione Downshift sul Controller KDU-1A
Ora torniamo alla schermata Torque & Angle nelle impostazioni del nostro programma e attiviamo la funzione di downshift, detta anche "doppia velocità".
Attiviamo la funzione di downshift, o doppia velocità.
Dopo aver attivato il downshift, lasciamo la velocità iniziale a 600 RPM ma impostiamo una velocità finale di 75 RPM a partire da 0,50 Nm di coppia rilevata, ovvero poco dopo il punto di appoggio.
Scorciatoia: quando viene chiesto se salvare le modifiche, tenere premuto Sì per tornare direttamente alla schermata principale.
Vediamo ora cosa succede...
Avvitatura perfetta!
L'avvitatore ora si avvicina al punto di appoggio alla stessa velocità di prima, ma rallenta visibilmente all'aumentare della coppia rilevata. Avvitatore e motore non hanno più il problema della troppa inerzia e infatti la coppia raggiunta è di 3,51 Nm, perfettamente in target!
La funzione di downshift ha operato come previsto, fornendo un controllo preciso della coppia per il nostro giunto metallico.
Inoltre, la fase a velocità bassa sarà molto breve visto che molto breve è l'intervallo fra il punto d'appoggio e la coppia finale, quindi la differenza di tempi di avvitatura fra i due test è quasi impercettibile. In altre parole, questa strategia di serraggio avrà un impatto insignificante sui cicli di produzione.
L’importanza dei parametri di avvitatura corretti
Riepilogando, quando si serrano giunti rigidi ad alta velocità, l'inerzia dell'avvitatore e il tempo di risposta del motore possono causare l'applicazione di una coppia maggiore di quella prevista e quindi serraggi eccessivi, spanatura o rottura del giunto/vite, oltre ad un'elevata variabilità di coppia tra un serraggio e l'altro.
Riducendo la velocità dell'avvitatore intorno al punto di appoggio della vite, l'utensile ha meno energia cinetica da assorbire e più tempo per fermarsi, applicando quindi in modo molto più preciso la coppia desiderata.
Il K-DUCER avvisa l'operatore se sta lavorando con un giunto rigido senza impostare i corretti parametri, consentendogli quindi di adottare le poche misure necessarie per ottenere un serraggio più preciso e controllato e garantire un fissaggio ripetibile e di alta qualità.
Se avete bisogno di aiuto per una particolare applicazione, potete contattare il nostro team in qualsiasi momento all'indirizzo [email protected].