Come la Corsa Minima Influisce sulle Prestazioni dei Sensori di Posizione nei Cilindri Oleodinamici

Perché Corse Molto Ridotte Possono Compromettere il Rilevamento della Posizione

Negli stampi a iniezione moderni, il corretto rilevamento della posizione dei componenti mobili è importante quanto il funzionamento del cilindro oleodinamico stesso.

Carrelli, tasselli, anime e sistemi di bloccaggio devono raggiungere con precisione la posizione prevista prima che la pressa possa proseguire il ciclo produttivo.

Per questo motivo i sensori di posizione rappresentano un elemento fondamentale sia per la sicurezza sia per l’affidabilità del processo.

Esiste però un aspetto progettuale che viene spesso sottovalutato:

la corsa del cilindro deve essere sufficientemente lunga affinché i sensori possano distinguere in modo chiaro la posizione completamente arretrata da quella completamente avanzata.

Un interessante caso reale affrontato dal Reparto Tecnico Vega dimostra come una corsa estremamente ridotta possa compromettere il corretto funzionamento del sistema di rilevamento e perché spostare semplicemente un sensore non rappresenti sempre la soluzione corretta.

La Richiesta del Cliente

Un cliente utilizzava un cilindro oleodinamico CM032EGHGM020 installato all’interno di uno stampo a iniezione.

La corsa effettiva del cilindro era pari ad appena 2 mm.

Il cliente chiese se fosse possibile realizzare un nuovo foro per il sensore, posizionandolo circa 18 mm più in profondità rispetto alla configurazione originale, con l’obiettivo di migliorare il rilevamento della posizione arretrata.

A prima vista la richiesta sembrava molto semplice.

Spostare il sensore.

Rilevare meglio la posizione.

Continuare la produzione.

L’analisi svolta dal Reparto Tecnico Vega dimostrò invece che il problema era molto più complesso.

Il Rilevamento della Posizione Dipende dalla Corsa del Cilindro

Il Reparto Tecnico Vega individuò immediatamente il vero problema.

La criticità non riguardava la posizione del sensore.

Il problema era rappresentato dalla corsa estremamente ridotta del cilindro.

Secondo la valutazione tecnica, con una corsa di soli 2 mm, entrambi i sensori avrebbero rilevato contemporaneamente la presenza del pistone, rendendo impossibile distinguere con affidabilità la posizione completamente arretrata da quella completamente avanzata.

Questo rappresenta uno dei principi fondamentali dei sistemi di rilevamento della posizione.

Affinché due sensori possano lavorare correttamente, il pistone deve percorrere una distanza sufficiente a creare due punti di commutazione chiaramente separati.

Quando la corsa è troppo ridotta, le zone di rilevamento finiscono inevitabilmente per sovrapporsi.

Perché Due Millimetri Non Sono Sufficienti

Molti progettisti si concentrano esclusivamente sul movimento meccanico richiesto dallo stampo.

Dal punto di vista della movimentazione, 2 mm possono essere sufficienti per bloccare o liberare un piccolo tassello.

Dal punto di vista del rilevamento della posizione, invece, la situazione cambia completamente.

Ogni sensore possiede infatti una propria zona di commutazione e non un punto infinitamente preciso.

Se il pistone percorre soltanto una distanza molto ridotta, entrambi i sensori possono trovarsi contemporaneamente all’interno della rispettiva zona di rilevamento.

Di conseguenza il PLC potrebbe ricevere due segnali validi nello stesso momento.

Questo rende difficile stabilire con certezza se il cilindro sia realmente avanzato oppure arretrato.

L’Importanza della Corsa Minima

Invece di approvare immediatamente la modifica richiesta dal cliente, il Reparto Tecnico Vega spiegò che la corsa minima pratica per utilizzare correttamente due sensori indipendenti è di circa 4–5 mm.

Questa indicazione nasce dall’esperienza progettuale maturata nelle applicazioni per stampi a iniezione.

Una corsa di questa entità consente infatti di:

  • distinguere chiaramente la posizione avanzata;
  • distinguere chiaramente la posizione arretrata;
  • evitare la sovrapposizione delle zone di rilevamento;
  • aumentare l’affidabilità del sistema di controllo.

Si tratta di un semplice accorgimento progettuale che può evitare numerosi problemi durante la produzione.

L’Ingegneria Considera Sempre l’Intera Applicazione

Un altro aspetto particolarmente interessante di questo caso riguarda il metodo seguito dal Reparto Tecnico Vega.

I tecnici non hanno autorizzato immediatamente la realizzazione del nuovo foro.

Hanno invece richiesto il disegno dello stampo per comprendere esattamente dove il cliente intendesse posizionare il nuovo sensore.

Questo dimostra un importante principio progettuale.

Un cilindro oleodinamico non può essere valutato separatamente dal sistema nel quale è installato.

La posizione dei sensori dipende infatti da numerosi fattori, tra cui:

  • spazio disponibile;
  • geometria dello stampo;
  • corsa effettiva del pistone;
  • possibilità di manutenzione;
  • interferenze con altri componenti.

Solo analizzando l’intero progetto è possibile stabilire se una modifica sia realmente realizzabile.

La Scelta del Cilindro Comprende Anche la Scelta della Corsa

La documentazione tecnica della serie V450CM mostra che questi cilindri sono disponibili con diverse corse standard e che, quando necessario, è possibile utilizzare un riduttore di corsa oppure richiedere una corsa speciale.

Questo evidenzia un concetto spesso trascurato.

La scelta del cilindro non consiste soltanto nel determinare il diametro corretto.

Occorre anche verificare che la corsa sia compatibile con:

  • il sistema di rilevamento della posizione;
  • lo spazio disponibile nello stampo;
  • la logica di automazione;
  • le esigenze di manutenzione.

Una corsa meccanicamente sufficiente potrebbe infatti non essere adeguata per garantire un rilevamento affidabile.

Un’Automazione Affidabile Nasce da una Buona Progettazione Meccanica

L’affidabilità del sistema di automazione non dipende esclusivamente dalla qualità dei sensori.

Nasce innanzitutto da una corretta progettazione meccanica.

Quando si definisce la corsa di un cilindro oleodinamico, è necessario considerare non solo il movimento richiesto dal tassello, ma anche lo spazio necessario affinché i sensori possano distinguere chiaramente le diverse posizioni.

Pochi millimetri aggiuntivi di corsa possono migliorare notevolmente l’affidabilità del sistema, ridurre le anomalie del PLC ed evitare costose modifiche allo stampo una volta completata la costruzione.

Una Corretta Progettazione della Corsa Garantisce un Rilevamento Affidabile

Nella prima parte abbiamo visto che l’affidabilità del rilevamento della posizione non dipende esclusivamente dalla qualità dei sensori, ma soprattutto dalla progettazione meccanica del cilindro.

Il caso analizzato dal Reparto Tecnico Vega ha dimostrato che la richiesta del cliente non poteva essere risolta semplicemente spostando il sensore.

Il vero limite era rappresentato dalla corsa utile di soli 2 mm, insufficiente per garantire un rilevamento indipendente delle due posizioni del pistone.

Perché Entrambi i Sensori Avrebbero Generato il Segnale

Uno degli aspetti più interessanti dell’analisi svolta dal Reparto Tecnico Vega riguarda proprio il comportamento dei due sensori.

Con una corsa di appena 2 mm, il pistone sarebbe rimasto contemporaneamente all’interno della zona di rilevamento di entrambi i sensori.

Il risultato sarebbe stato:

  • entrambi i sensori avrebbero potuto risultare attivi nello stesso momento;
  • il PLC non avrebbe potuto distinguere con certezza la posizione completamente avanzata da quella completamente arretrata;
  • la logica della macchina avrebbe potuto interpretare in modo errato la reale posizione del cilindro.

In queste condizioni, lo spostamento del foro del sensore non avrebbe eliminato il problema di fondo.

Perché 4–5 mm Sono Considerati la Corsa Minima Pratica

Il Reparto Tecnico Vega ha spiegato che, per utilizzare correttamente due sensori indipendenti, è consigliabile prevedere una corsa minima di circa 4–5 mm.

Questa indicazione consente di:

  • separare chiaramente le due zone di rilevamento;
  • evitare la sovrapposizione dei segnali;
  • aumentare la stabilità del sistema di controllo;
  • ridurre i falsi segnali;
  • migliorare la ripetibilità del ciclo produttivo.

Naturalmente la distanza effettiva può variare in funzione del tipo di sensore utilizzato e delle caratteristiche del cilindro, ma il principio rimane lo stesso: il pistone deve percorrere uno spazio sufficiente affinché ciascun sensore possa rilevare una posizione distinta.

I Sensori Devono Essere Considerati Fin Dall’Inizio del Progetto

Questo caso dimostra che il sistema di rilevamento della posizione non dovrebbe essere progettato alla fine dello sviluppo dello stampo.

Molto spesso il progettista definisce prima il movimento meccanico e solo successivamente cerca lo spazio per installare i sensori.

L’approccio seguito dal Reparto Tecnico Vega è differente.

Durante la progettazione devono essere valutati contemporaneamente:

  • la corsa del cilindro;
  • il posizionamento dei sensori;
  • la geometria dello stampo;
  • la logica di automazione.

In questo modo è possibile evitare costose modifiche una volta terminata la costruzione dello stampo.

Perché il Disegno dello Stampo Era Indispensabile

Un altro elemento interessante del caso è che il Reparto Tecnico Vega non ha autorizzato immediatamente la realizzazione del nuovo foro.

Prima di esprimere un parere tecnico, ha richiesto il disegno dello stampo per verificare la posizione prevista del nuovo sensore.

Una modifica apparentemente semplice può infatti influenzare:

  • lo spessore residuo del corpo del cilindro;
  • eventuali passaggi idraulici;
  • la resistenza meccanica del componente;
  • l’accessibilità durante la manutenzione;
  • l’ingombro rispetto agli altri componenti dello stampo.

Solo analizzando l’insieme è possibile stabilire se una modifica sia realmente compatibile con il progetto.

La Scelta della Corsa Fa Parte del Dimensionamento del Cilindro

Il catalogo tecnico V450CM mostra che la serie è disponibile con diverse corse standard e che, quando necessario, è possibile utilizzare un riduttore di corsa oppure richiedere versioni con corsa speciale.

Questo dimostra che la scelta del cilindro comprende molto più del semplice diametro del pistone.

Il progettista dovrebbe sempre valutare:

  • la corsa realmente necessaria;
  • il sistema di rilevamento della posizione;
  • lo spazio disponibile nello stampo;
  • la facilità di manutenzione;
  • l’integrazione con il sistema di automazione.

Un cilindro perfettamente dimensionato dal punto di vista della forza potrebbe comunque creare problemi se la corsa non consente un rilevamento affidabile delle posizioni.

Un’Automazione Affidabile Dipende da una Corretta Progettazione

Uno degli insegnamenti più importanti di questo caso è che l’affidabilità dell’automazione nasce dalla progettazione meccanica.

Aggiungere sensori oppure modificarne la posizione non può compensare una corsa insufficiente.

La soluzione migliore consiste nel progettare contemporaneamente:

  • cilindro;
  • corsa;
  • sensori;
  • geometria dello stampo;
  • logica della macchina.

Questo approccio permette di:

  • aumentare la ripetibilità del processo;
  • ridurre gli allarmi macchina;
  • semplificare la ricerca guasti;
  • diminuire gli interventi di manutenzione;
  • migliorare l’affidabilità complessiva dello stampo.

Conclusioni

Questo caso reale dimostra che un corretto sistema di rilevamento della posizione non può essere ottenuto semplicemente modificando la posizione di un sensore.

Il Reparto Tecnico Vega ha evidenziato che il vero limite era rappresentato dalla corsa utile di soli 2 mm, insufficiente per separare le zone di rilevamento dei due sensori. Per questo motivo ha indicato una corsa minima pratica di circa 4–5 mm e ha richiesto il disegno dello stampo prima di approvare qualsiasi modifica, verificando così la compatibilità dell’intero progetto.

Questo caso conferma uno dei principi fondamentali della progettazione dei cilindri oleodinamici:

Un sistema di rilevamento affidabile nasce da una corretta progettazione meccanica. Corsa del cilindro, posizione dei sensori e geometria dello stampo devono essere sviluppati insieme per garantire un rilevamento preciso, ripetibile e sicuro.

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Categoria: Supporto
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