Guida alla scelta del sistema di avvitatura automatica: dalla geometria della vite al livello di automazione in 6 punti

Che cos’è un sistema di avvitatura automatica

Un sistema di avvitatura automatica è una soluzione progettata per automatizzare una o più fasi del processo di serraggio: dalla gestione della vite, al suo posizionamento, fino all’avvitatura vera e propria.

Come funziona

Nel primo step le viti vengono caricate nell’unità di alimentazione. Il feeder le movimenta, le seleziona e le orienta correttamente. A questo punto, la vite viene inviata al modulo di avvitatura (collegato ad un sistema di avvitatura smart Leetx) o resa disponibile in una posizione di prelievo.

Nei sistemi a soffiaggio, la vite viene trasportata attraverso un tubo mediante aria compressa e arriva direttamente alla testa di avvitatura. È la logica più rapida ed efficiente quando la vite è adatta al trasporto pneumatico e il punto di avvitatura è facilmente accessibile.

Nei sistemi con vacuum, la vite viene non solo portata in posizione, ma anche stabilizzata tramite aspirazione. Questa soluzione è utile quando il punto di avvitatura è più complesso, profondo, verticale o parzialmente ostacolato.

Nei sistemi Pick&Place, invece, la vite viene prelevata e posizionata meccanicamente nel punto di avvitatura. Questa tecnologia è indicata quando gli accessi sono difficili, quando sono presenti interferenze o quando la vite non è compatibile con il soffiaggio. È una soluzione più flessibile, anche se generalmente meno veloce rispetto a un sistema standard a soffiaggio.

Una volta che la vite è correttamente posizionata, il modulo esegue l’avvitatura. Il sistema può lavorare all’interno di una macchina automatica, di una cella robotizzata, di una linea di assemblaggio o di una postazione semi-automatica.

Per orientarsi tra le soluzioni Leetx è utile seguire uno schema decisionale che parte dalla vite e arriva alla configurazione finale del sistema: alimentazione, tecnologia di trasferimento, modulo di avvitatura, eventuale versione manuale o automatica e accessori di ottimizzazione.

Guida alla scelta della tecnologia più adatta

Ogni applicazione è diversa e ha le proprie esigenze e peculiarità, proprio per questo non esistono soluzioni “standard” quando si parla di avvitatura automatica. Il primo step, come nella maggior parte dei casi, consiste nell’analisi dell’applicazione.

Le prime domande da porsi se vogliamo automatizzare un processo di assemblaggio sono:

• la vite può essere alimentata automaticamente?
• Il punto di avvitatura è accessibile?
• Il ciclo richiede velocità, flessibilità o entrambe?

Il primo punto da verificare: la vite è adatta al blow feeding?

I sistemi a soffiaggio, o blow feeding, sfruttano l’aria compressa per il trasporto della vite e rappresentano la soluzione più efficiente (se le condizioni dell’applicazione sono favorevoli).

In questo tipo di sistema, la vite viene orientata da un feeder, trasportata tramite aria compressa e portata direttamente alla testa di avvitatura. È una tecnologia molto efficace quando l’obiettivo è ottenere cicli rapidi, alta produttività e ripetibilità.

Tuttavia, non tutte le viti sono adatte a questo principio di alimentazione.

I primi parametri da valutare sono:

• il rapporto tra lunghezza e diametro della vite;
• l’angolo di passaggio;
• la stabilità della vite durante il trasporto;
• il rischio di ribaltamento, blocco o inceppamento.

In linea generale, una vite con geometria stabile e buon rapporto lunghezza/diametro è più facilmente alimentabile tramite soffiaggio. Al contrario, viti corte, larghe, con geometrie particolari o poco stabili possono diventare critiche, perché rischiano di ruotare o incastrarsi durante il trasporto.

Quando la vite è idonea, la soluzione più diretta è il modulo standard ASG.

Il punto di avvitatura è libero? Quando scegliere un sistema con vacuum

Anche quando la vite è alimentabile, bisogna verificare l’area in cui dovrà essere avvitata.

Un sistema a soffiaggio standard lavora al meglio quando il punto di avvitatura è libero, accessibile e senza interferenze importanti. Questo significa che attorno alla vite deve esserci spazio sufficiente per la testa di avvitatura, per l’apertura delle ganasce e per il corretto posizionamento del modulo.

Quando invece sono presenti ostacoli, cavità, pareti laterali o punti di avvitatura incassati, il sistema deve garantire maggiore controllo sulla vite. In questi casi il semplice soffiaggio può non essere sufficiente.

È qui che entrano in gioco le tecnologie con aspirazione: i sistemi vacuum sono pensati per applicazioni in cui la vite deve essere stabilizzata e controllata durante l’avvicinamento al punto di serraggio.

La vite viene comunque alimentata automaticamente, ma il modulo utilizza l’aspirazione per trattenerla e guidarla fino al contatto con il pezzo. Questo diventa importante quando il punto di avvitatura è scomodo, verticale, in profondità o parzialmente ostacolato.

La scelta tra le diverse versioni vacuum dipende anche dal tipo di impronta della vite.

• Per viti con impronta interna, come Torx, esagono interno o Phillips, la soluzione indicata è la serie AIV;
• Per viti con impronta esterna, come esagono esterno o Torx esterno, la soluzione è la serie AOV.

Quando serve una soluzione Pick&Place

Esistono applicazioni in cui né il soffiaggio standard né il vacuum sono la scelta più adatta.

Succede, ad esempio, quando la vite ha una geometria complessa, quando il rapporto dimensionale non consente un trasporto affidabile nel tubo, quando il punto di avvitatura è molto difficile da raggiungere oppure quando la vite deve essere gestita con la massima libertà.

In questi casi si passa a un sistema Pick&Place: in questo sistema la vite non viene trasportata tramite aria compressa fino alla testa, viene invece prelevata, trasferita e posizionata meccanicamente nel punto di avvitatura.

Questa logica permette di gestire applicazioni più complesse, spazi ridotti e viti difficili da alimentare. La serie APP è pensata proprio per queste condizioni: accessi difficili, geometrie non compatibili con il soffiaggio e necessità di maggiore flessibilità applicativa.

Quando, oltre alla complessità, è richiesto anche un cambio formato frequente, entra in gioco la serie APPQ, cioè la versione Pick&Place con quick change. È indicata per produzioni con più varianti, cambi vite ricorrenti o postazioni che devono essere riconfigurate con maggiore frequenza.

Sistema automatico o sistema manuale assistito? Il livello di automazione

Non sempre è necessario realizzare una cella completamente automatica. In molti casi, soprattutto su piccoli lotti, banchi manuali, stazioni semi-automatiche o processi con elevata variabilità, può essere più efficace mantenere la presenza dell’operatore e automatizzare solo l’alimentazione della vite.

In questi casi si scelgono moduli ad uso manuale, che riprendono la logica dei sistemi automatici ma permettono all’operatore di eseguire direttamente l’avvitatura.

Le principali configurazioni sono:

• AHB, quando il punto di avvitatura è accessibile e si vuole eliminare la presa manuale della vite.
• AHV, quando serve maggiore controllo della vite, ad esempio in posizioni scomode, verticali o in profondità.
• AHP, quando la vite richiede una gestione più flessibile e non si presta bene a un’alimentazione standard.
• AHPQ, quando la postazione manuale deve gestire più varianti o cambi formato frequenti.

Queste soluzioni sono particolarmente utili quando si vuole migliorare produttività ed ergonomia senza eliminare completamente l’intervento dell’operatore.

La scelta del feeder: FBH o FLH

Ogni sistema di avvitatura automatica o manuale assistito ha bisogno di una corretta unità di alimentazione.

Il feeder ha il compito di selezionare, orientare e fornire la vite al modulo di avvitatura. Anche in questo caso, la scelta dipende dalla vite e dal tipo di applicazione.

• La serie FBH è un sistema a vibrotazza, o bowl feeder. È la soluzione più consolidata per applicazioni ad alta produttività, perché permette di alimentare le viti in modo continuo, ordinato e stabile.
• La serie FLH, invece, è uno step feeder. Utilizza un movimento a gradini per sollevare, selezionare e orientare le viti. È una soluzione più silenziosa e flessibile, particolarmente interessante quando si vuole ridurre la vibrazione continua o gestire l’alimentazione in modo più controllato.

NOTA BENE: il feeder non va scelto come componente separato, ma come parte del sistema completo: vite, modulo di avvitatura, layout della postazione, velocità richiesta e grado di flessibilità devono essere valutati insieme.

Accessori e ottimizzazione del processo

In applicazioni più evolute potrebbero essere necessari accessori per gestire meglio il flusso delle viti, alimentare più teste, ridurre gli inceppamenti o migliorare l’affidabilità generale del processo.

Alcuni esempi sono:

• il distributore viti, utilizzato quando una sola unità di alimentazione deve servire più moduli o più punti di lavoro;
• il sistema di pulizia viti, il suo compito è pulire le viti prima che entrino nel sistema di avvitatura, rimuovendo olio residuo, polvere, trucioli metallici e contaminanti.
• lo screw presenter, posiziona la vite in modo preciso e ripetibile, garantendo una presa affidabile e migliorando velocità e stabilità del processo.
• il sistema di freno, controlla la velocità della vite durante il trasporto nel tubo, per un arrivo stabile e preciso al modulo di avvitatura.

Questi accessori non sono elementi secondari, in molte applicazioni determinano la stabilità reale del sistema nel tempo, riducendo fermi, inceppamenti e interventi di manutenzione.

Perché serve una valutazione tecnica

Lo schema decisionale descritto è uno strumento utile per orientarsi nel mondo Leetx, ma non sostituisce il dimensionamento tecnico.

Per definire correttamente un sistema di avvitatura automatica è necessario valutare la vite reale, il pezzo, il punto di avvitatura, il tempo ciclo, l’accessibilità, la presenza di interferenze, il tipo di produzione e il livello di automazione richiesto.

Per questo la scelta finale deve essere sempre verificata con un’analisi applicativa.

Airtechnology supporta il cliente nella valutazione della vite e dell’applicazione, individuando la combinazione più adatta tra modulo di avvitatura, unità di alimentazione, eventuali accessori e configurazione manuale o automatica.

Un sistema di avvitatura automatica efficace nasce da una corretta lettura dell’applicazione.

Comprendere questo percorso decisionale permette di partire con una valutazione più consapevole e di evitare soluzioni inadatte al processo reale.

Per verificare la fattibilità della vostra applicazione e dimensionare correttamente il sistema, è consigliabile partire da un confronto tecnico con Airtechnology, analizzando vite, pezzo e obiettivi produttivi.

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