Servocartucce Moog, efficienza e flessibilità

di Stefano Belviolandi e Flavio Della Muzia

Design ottimizzato per le portate d’olio raggiungibili, una struttura robusta che consente una pressione massima d’esercizio dello stadio principale di 420 bar, una riduzione complessiva di peso e dimensioni del prodotto oltre a un abbassamento generale dei prezzi. Queste sono solo alcune delle caratteristiche peculiari che contraddistinguono l’ultima nata di casa Moog, ovvero la linea di servocartucce X700 destinate a svariati campi applicativi come quello della pressofusione, della formatura di lamiere, della gestione di presse operanti in ambito ceramico o a polveri sinterizzate, dell’estrusione dell’alluminio o in forgiatura, dove sono utilizzate per sincronizzare cilindri di notevoli dimensioni così come per gestire un circuito rigenerativo o il cilindro stesso, con rapporti tra le aree molto spinti. Un’innovazione frutto delle competenze e della professionalità di Moog, che si occupa di progettazione, produzione e commercializzazione di soluzioni innovative per l’automazione industriale.

Moog in Italia è presente con un organico di persone competenti attive nelle tre sedi a Malnate (VA), Casella (GE) e Presezzo (BG). Sfruttando tecnologie elettriche, idrauliche e ibride, i suoi dispositivi sono utilizzati dall’industria mondiale all’interno di una vasta gamma di applicazioni caratterizzate da prestazioni elevate ed eccezionali livelli di produttività, come il soffiaggio e lo stampaggio delle materie plastiche, la formatura dei metalli, la robotica, il tessile, la generazione di potenza, la simulazione, il testing, la Formula 1 e molti altri campi. L’innovazione contraddistingue da sempre l’azienda, fondata da Bill Moog nel 1951, a seguito della sua invenzione della servovalvola che rivoluzionò l’industria dell’aerospace. All’interno della gamma delle servovalvole sono presenti: la valvola con mechanical feedback, gestite da motori torque, quella con electrical feedback, dotata di elettronica e segnali di ritorno (a indicare dove si trova la valvola una volta che è stata comandata elettricamente) e, infine, le soluzioni più evolute ovvero le valvole digitali. Queste ultime sono dotate di bus di sistema, con la possibilità quindi di essere comandate sia elettricamente, in maniera analogica, che elettronicamente con delle uscite che consentono all’utilizzatore di gestire tutta una serie di dati e informazioni da mettere in condivisione con il sistema in generale. Al gruppo di electrical feedback appartengono le servocartucce X700, ovvero valvole a 2 vie che possono gestire portate molto elevate, da 1500 a 6 mila litri. Normalmente questi sistemi vengono forniti come primo impianto nella realizzazione di nuovi progetti ma possono anche essere date come ricambi, in sostituzione di valvole della concorrenza già installateme operative.

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Tecnologia all’avanguardia

Una revisione del design ha portato a un’importante riduzione delle dimensioni del componente il quale, a parità d’ingombro rispetto ai dispositivi della concorrenza, è in grado di gestire una portata mediamente superiore del 20%.

Ciò implica anche un sensibile abbassamento dei costi sia nella realizzazione del manifold che alloggia le servocartucce stesse, sia per la compattezza dell’oggetto prodotto, con tutto quanto ne consegue in termini di riduzione dei pesi e aumento delle performance generali del sistema. Con l’introduzione sul mercato della servocartuccia si pensa di avere ottenuto un soddisfacente livello prestazionale, anche se l’azienda è al lavoro per cercare di incrementare la parte di controllo sensoristico, aggiungendo altri protocolli di comunicazione IoT soprattutto nell’ottica dell’Industria 4.0 e della gestione in cloud di tutti i dati che vengono scambiati a livello di produzione e di funzionalità dell’impianto.

Dal punto di vista della progettazione puramente meccanica della servocartuccia, invece, la società è convinta di avere raggiunto un ottimo traguardo. Le X700 sono adatte per sistemi di controllo elettroidraulici, compresi quelli con elevate esigenze di risposta dinamica, e sono dotate di elettronica integrata e controllo di posizione ad anello chiuso per l’otturatore con sede della cartuccia dello stadio principale. Otturatore dal disegno tale per cui può garantire che la connessione tra le porte A e B sia sigillata e priva di perdite quando è chiusa.

Per la massima flessibilità, i clienti possono inoltre scegliere di avere un’interfaccia analogica, di tipo fieldbus o entrambe combinate nella stessa valvola mentre, dal punto di vista dei requisiti di sicurezza, sono disponibili opzioni fail safe che garantiscono una posizione definita e sicura dello stadio principale, per evitare movimenti incontrollati della macchina.

L’X700 è facilmente integrabile in qualsiasi blocco o manifold, con un’interfaccia ISO di tipo standard; quindi, la medesima utilizzata da tutti i brand nell’ambito di questa tipologia di cartucce mentre, dal punto di vista della configurabilità, è prevista una scheda tecnica con una box card che consente a chiunque, in maniera univoca, di definire la descrizione del componente per poterlo ordinare e gestire. Inoltre, rispetto alla precedente linea di prodotto, questa nuova gamma ha beneficiato di tutta una serie di miglioramenti tra cui la gestione della portata, i tempi di risposta della cartuccia stessa e la riduzione dei costi, oggi del tutto confrontabili con quelli delle altre valvole presenti sul mercato; questo permette all’azienda di posizionarsi nel settore in maniera molto importante.

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Il software migliora le prestazioni

La nuova linea di servocartucce X700 è equipaggiata con un’elettronica digitale integrata: la presenza di un microprocessore che gestisce un software di controllo della posizione della valvola a poppet avviene grazie a un trasduttore di posizione. È possibile collegarsi all’elettronica della X700 attraverso un ambiente applicativo per pc così da potere configurare e parametrizzare la valvola, per esempio, abilitando funzioni integrate o agendo su parametri che possano migliorarne la risposta e aumentarne quindi le performance. C’è inoltre la possibilità di fare gestire la valvola dal PLC proprietario MC600 Plus, a bordo del quale è presente un software per regolare il flusso d’olio della servocartuccia e per controllare la velocità in anello chiuso dell’asse. La scelta d’implementare un’elettronica digitale integrata software on board, da parte dell’azienda, atta a favorire un migliore controllo della posizione della valvola a beneficio di una maggiore velocità nella sua eventuale calibrazione, è frutto dei continui miglioramenti dal punto di vista del software il quale, in analogia ai componenti elettronici più performanti, ha vissuto la medesima evoluzione affinché potesse valorizzare appieno le potenzialità dell’elettronica. Questo applicativo installato sulla linea di servocartucce X700 è comune a tutte le valvole Moog DCV/ACV, anche se con alcune differenze che dipendono dalla tipologia della valvola, ed è compatibile sia con i modelli più recenti che con quelli passati.