Il sensore di coppia controlla i gruppi rotanti

Aug 28, 2023

Le celle altamente automatizzate di Jonas & Redmann producono milioni di materiali monouso di alta qualità. Foto per gentile concessione del Gruppo Kistler

Nel 1989, Stefan Jonas e Lutz Redmann, due amici intimi che lavoravano come ingegneri, fondarono un'azienda a Berlino per progettare e costruire macchine di assemblaggio automatizzate personalizzate. Oggi Jonas & Redmann Group GmbH impiega più di 400 persone in cinque sedi in tre continenti.

Il portafoglio di Jonas & Redmann comprende celle autonome e linee di produzione altamente automatizzate. L'azienda ha costruito macchine per una varietà di prodotti, inclusi dispositivi medici, fotovoltaico e batterie.

Frank Polak è stato un attore chiave nella storia di successo dell'azienda negli ultimi 28 anni. Ha iniziato come ingegnere progettista e da allora è diventato il capo dell'ingegneria medica di Jonas & Redmann. Ora guida un team di sei ingegneri progettisti.

“La maggior parte dei nostri clienti sono grandi aziende con portata globale. Gli standard nel settore della tecnologia medica sono sempre elevati, ma la nostra base di clienti ci obbliga a soddisfare requisiti ancora più esigenti. Dopotutto sono in gioco il benessere e la sicurezza dei pazienti”, sottolinea Polak.

Questo è il motivo per cui ogni macchina costruita da Jonas & Redmann deve essere qualificata e convalidata, compresi tutti i sottoassiemi e i componenti aggiuntivi.

Molti dispositivi medici sono usa e getta, ovvero prodotti monouso che vengono scartati dopo l’uso, quindi devono essere prodotti in grandi quantità. Anche così, l’alta qualità è ancora una necessità assoluta.

Ciò è risultato evidente in un recente progetto volto a progettare e costruire una macchina automatizzata per assemblare ugelli di miscelazione. La macchina dovrebbe assemblare 5 milioni di ugelli all’anno. I laboratori odontotecnici utilizzano gli ugelli per miscelare ed erogare composti di colata bicomponenti per realizzare impronte e stampi dentali. Poiché il composto polimerizza dopo la miscelazione, gli ugelli non possono essere riutilizzati.

L'ugello è composto da quattro parti in plastica. Una delle parti, il meccanismo di miscelazione, deve ruotare liberamente all'interno dell'ugello. La resistenza alla rotazione deve essere inferiore a 0,5 newtonmetri.

Per misurare la funzionalità del meccanismo di miscelazione, gli ingegneri hanno integrato una coppia di prodotti del Gruppo Kistler: un sensore di coppia modello 4502A e il sistema di monitoraggio del processo maXYmos BL.

Un sensore di coppia esegue controlli funzionali sul componente e comunica direttamente con il controllo. Il tempo di ciclo è di 1,5 secondi. Foto per gentile concessione del Gruppo Kistler

Dopo aver assemblato l'ugello, il sensore di coppia misura lo sforzo necessario per ruotare il meccanismo di miscelazione. Il sistema maXYmos registra e analizza la curva di coppia per ciascun ugello e memorizza tutti i dati a fini di tracciabilità.

"La tracciabilità è un requisito essenziale nel settore medico odierno e la responsabilità di essa viene sempre più trasferita al produttore di macchinari speciali", spiega Polak.

L'attrezzatura Kistler comunica direttamente con il controllo della macchina, in modo che gli assemblaggi difettosi vengano automaticamente e immediatamente separati da quelli buoni.

Il sistema di assemblaggio separa automaticamente le parti buone da quelle difettose in una frazione di secondo. Foto per gentile concessione del Gruppo Kistler

“Con una velocità di produzione di 40 pezzi al minuto, equivalente a un tempo di ciclo di 1,5 secondi, ciò rappresenta una sfida enorme”, afferma Polak. “Ecco perché siamo così soddisfatti della tecnologia Kistler. Fa esattamente ciò di cui abbiamo bisogno per l'applicazione!

“Prima di utilizzare componenti di terze parti, controlliamo se possiamo soddisfare i requisiti progettando noi stessi la tecnologia. Ma in questo caso il sistema di Kistler era semplicemente l’alternativa migliore per il monitoraggio integrato del processo.”

Kistler produce una varietà di sensori per misurare e analizzare variabili quali forza, coppia, deformazione e pressione. L'azienda produce anche servopresse per un controllo preciso della forza e della distanza durante l'assemblaggio a pressione.

Jonas & Redmann utilizza la tecnologia Kistler da anni. "Nei nostri processi di giunzione utilizziamo già i sistemi di giunzione elettromeccanici di Kistler", afferma Andreas Nowak, responsabile dell'ingegneria meccanica e della tecnologia operativa presso Jonas & Redmann. "Garantiscono un'automazione efficace perché sono caratterizzati da un'elevata efficienza e da un controllo preciso."