Motori frameless cyber®kit line: modularità per robotica e macchine utensili

WITTENSTEIN cyber motor amplia la gamma dei motori frameless cyber® kit line nel segmento medium con le nuove taglie 130 e 155, che si affiancano alle già disponibili 100 e 112.

Una novità che offre ai costruttori di robot e macchine utensili maggiore libertà progettuale, elevata densità di coppia e massima flessibilità di integrazione. La linea amplia ulteriormente le possibilità applicative nel settore dell’automazione avanzata. I motori sono disponibili in diverse classi di tensione, da 48 VDC fino a 560/750 VDC, coprendo un ampio spettro di applicazioni che spaziano dalla robotica collaborativa alle macchine utensili ad alte prestazioni. La configurazione frameless, composta esclusivamente da statore e rotore, consente ai progettisti di integrare il motore direttamente nella struttura della macchina o dell’asse. L’assenza di carcassa e cuscinetti permette di ridurre peso e ingombri, mantenendo al contempo elevati valori di coppia e densità di potenza.

Versatilità e soluzioni semplificate

Un aspetto particolarmente apprezzato dai costruttori di robot è la disponibilità di diversi diametri di albero cavo. Questa soluzione semplifica il passaggio interno di cavi elettrici, linee pneumatiche, fibre ottiche per laser e connessioni sensori, contribuendo alla realizzazione di bracci robotici più compatti, puliti e affidabili. Ne derivano vantaggi concreti in termini di progettazione, assemblaggio e manutenzione.

La modularità della gamma rende i motori adatti sia alla robotica industriale e collaborativa sia alle applicazioni mobili più innovative, come robot di servizio, umanoidi ed esoscheletri. Le versioni ad alta tensione trovano invece impiego ideale in macchine utensili, attuatori lineari, sistemi di test e misura e macchine speciali, dove dinamica e precisione rappresentano requisiti fondamentali.

Dal punto di vista prestazionale, la struttura dello statore a 24 cave garantisce un elevato riempimento in rame, riducendo la coppia di cogging e incrementando la densità di coppia. Secondo WITTENSTEIN, questa architettura consente di raggiungere valori di coppia nominale superiori di oltre il 10% rispetto a soluzioni comparabili presenti sul mercato.

L’ottimizzazione dell’inerzia e l’efficiente dissipazione termica contribuiscono inoltre a migliorare la dinamica dell’asse, con effetti diretti sui tempi ciclo e sulla produttività della macchina. Sensori di temperatura integrati e sensori Hall opzionali agevolano il monitoraggio delle condizioni operative e supportano strategie di manutenzione più efficaci.

Sul fronte dell’integrazione, i motori sono compatibili con i principali servoazionamenti industriali e possono essere abbinati ai drive ultracompatti simco® drive 2, dotati di interfaccia multi-Ethernet per EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP CIP Sync e SERCOS III. Il dimensionamento è supportato dal software SERVOsoft®, che consente di simulare e configurare rapidamente il sistema di azionamento, con accesso diretto ai modelli CAD e CAE aggiornati tramite PARTcommunity di CADENAS.

I vantaggi

Per costruttori di robot e macchine utensili, la nuova gamma cyber® kit line rappresenta quindi una soluzione in grado di coniugare compattezza, libertà progettuale, prestazioni dinamiche e semplicità di integrazione, contribuendo a realizzare macchine più efficienti, flessibili e competitive.

La serie di motori frameless di WITTENSTEIN cyber motor si suddivide nei segmenti small, medium e large, con tensioni del circuito intermedio da 48VDC fino a 560/750VDC (a seconda della versione), velocità fino a 10000 rpm e coppie di picco elevate: fino a 30 Nm per le taglie small, 175 Nm per le taglie medium e fino a 900 Nm per quelle della versione large.

Questa gamma si contraddistingue per l’architettura frameless, costituita da statore e rotore, con la possibilità di integrare encoder e sensori di feedback. Una configurazione consente di adattare il motore alle esigenze della singola applicazione, trasformandolo in una parte integrante della struttura della macchina o dell’asse.

L’assenza di carcassa e cuscinetti interni riduce dimensioni e peso, permettendo di ottenere elevati livelli di coppia e densità di potenza in spazi estremamente contenuti. A ciò si aggiunge la disponibilità di varianti ottimizzate per specifici impieghi, per sistemi dove compattezza, personalizzazione e prestazioni devono convivere senza compromessi.

Semplificazione progettuale grazie all’albero cavo e alla grande modularità

I motori frameless cyber® kit line, grazie ai diversi diametri dell’albero, permettono una notevole semplificazione progettuale in assi robotizzati e altre applicazioni anche con spazi decisamente ridotti. Per esempio, utenze elettriche, pneumatiche, laser oppure fibre guida per laser, elementi di presa o collegamenti di sensori possono essere integrati con il minimo ingombro, ottimizzando l’estetica del progetto.

Il design è stato studiato per agevolare montaggio e integrazione in macchina, con benefici concreti in termini di tempi di installazione, manutenzione e costi operativi. La modularità della gamma rende questi motori adatti alla robotica collaborativa e industriale, oltre che a numerosi settori. Le versioni fino a 48 VDC rispondono alle esigenze di applicazioni mobili e robot umanoidi, tra cui cobot, robot di servizio ed esoscheletri. Le soluzioni fino a 560/750 VDC, invece, sono ideali per macchine utensili, attuatori lineari, sistemi di test e misura e macchine speciali.

Motori ottimizzati per la massima densità di coppia continuativa

Una maggiore densità di potenza nel motore aumenta performance e compattezza del sistema di azionamento e della macchina. Per questo motivo WITTENSTEIN cyber motor ha optato per una struttura dello statore composto da 24 singole cave unite a formare un anello, che permette un alto fattore di riempimento del rame. Una configurazione che contribuisce in modo significativo a ridurre al minimo la coppia di cogging, ma soprattutto consente di raggiungere valori di coppia nominali superiori di oltre il 10% rispetto a quelli di altri motori comparabili sul mercato. Una vera rivoluzione per molte applicazioni.

Al contempo, grazie a una migliore dissipazione della temperatura, lo speciale incapsulamento dello statore assicura l’idoneità per ambienti industriali, l’affidabilità e la durata richieste per i motori. Grazie al momento di inerzia ottimizzato, assenza di carcassa e cuscinetto, questi motori raggiungono valori di assoluto rilievo anche in termini di dinamica – vantaggio che si riflette, ad esempio, in un miglioramento dei tempi di ciclo della macchina.

Compatibilità e dimensionamento

Questi motori frameless possono essere collegati agli azionamenti di tutti i principali produttori, inclusi quelli della serie ultracompatta simco^® drive 2 di WITTENSTEIN cyber motor. Dotati di un’interfaccia multi-Ethernet per EtherCAT, PROFINET, EtherNET/IP CIP Sync e SERCOS III, questi servoazionamenti offrono il vantaggio di poter optare liberamente tra diverse varianti di bus di campo e, di conseguenza, tra diversi sistemi di automazione utilizzando lo stesso hardware. Per la nuova generazione di simco^® drive è prevista anche una variante con CANopen.

Per la serie small, può essere utilizzato un nuovo encoder integrato per quattro diversi segnali di feedback, che ha una precisione di sistema >16 bit, una ripetibilità <±0,1° ed è disponibile con interfaccia BiSS-C e SSI o per segnali incrementali e di Hall. Come la maggior parte delle soluzioni cyber motor standard, anche la famiglia kit line è disponibile all’interno del software di dimensionamento e simulazione SERVOsoft^® e consente una progettazione e una configurazione semplificate dei sistemi di azionamento. Attraverso un collegamento diretto, gli utenti di SERVOsoft® possono inoltre accedere al catalogo digitale PARTcommunity di CADENAS e trovare modelli CAE, CAD 2D e 3D completi e aggiornati.