Soluzioni armoniche: aumentare il livello di controllo del movimento di precisione

Kurt Gamelin, presidente di Cone Drive di Timken

In qualità di presidente di Cone Drive di Timken, Kurt Gamelin vive e respira l’innovazione aziendale, supportando il suo team nell’identificazione di mercati caldi e stando dietro alle nuove tecnologie che introdurranno questi prodotti ad alta ingegneria nel mainstream.

Alcuni anni fa, ruotava unità e cuscinetti per il settore dell’energia solare. Gamelin ha guidato Cone Drive nella crescita di tale attività di oltre 8 volte nel giro di cinque anni.

Oggi sta lavorando alle soluzioni armoniche, gli ingranaggi di precisione che rendono possibili, tra le altre cose, gli interventi chirurgici robotici e le comunicazioni satellitari. Abbiamo parlato del motivo per cui l’armonica è così importante e di come sia progettare una linea di prodotti da zero.

D: Cosa sono le soluzioni armoniche e in che cosa differiscono dal prodotto di punta di Cone Drive, la trasmissione a vite senza fine con doppio avvolgimento?

Gamelin: La nostra base di clienti di trasmissioni a vite è estremamente diversificata; monitoriamo i ricavi di quasi tutti i mercati industriali. C’è una parte relativa alle trasmissioni di potenza in cui i clienti desiderano che un riduttore di velocità con coppia elevata e ad alta potenza si muova, diciamo, insieme a una nave mercantile. Poi, c’è una parte relativa al controllo del movimento, dove i clienti ricercano la precisione per le macchine che dipingono le lattine di bevande o di birra preferite, ad esempio. Il posizionamento dello spruzzatore deve essere molto preciso, in modo da non ottenere sfocature.

Le soluzioni armoniche forniscono un grado ancora più alto di precisione in uno spazio compatto. I produttori di robot li usano negli assi del polso e del gomito e i produttori di satelliti li usano per manipolare delicatamente antenne o pannelli solari.

Noterete anche degli ingranaggi armonici sugli esoscheletri nel mercato ergonomico. I lavoratori su una catena di montaggio automatica potrebbero fissarli per sollevare parti pesanti sopra la testa. L’industria medica utilizza inoltre le applicazioni armoniche per qualsiasi cosa, dalle macchine di imaging agli strumenti utilizzati negli ambulatori robotici.

L’ingranaggio armonico fornisce un’elevata precisione di trasmissione e può supportare un’elevata riduzione del rapporto in un unico stadio con un’inerzia inferiore. Il design altamente preciso e ad alta densità per quanto riguarda la coppia, rende gli ingranaggi armonici un’ottima soluzione per le applicazioni robotiche e di posizionamento.

Come paragonare l’esperienza nello sviluppo di nuovi prodotti per il mercato solare al lavoro sulle soluzioni armoniche?

Gamelin: Con il solare, avevamo già la tecnologia di base nel settore delle trasmissioni a vite senza fine con doppio avvolgimento. L’abbiamo inserita nel prodotto rotante e abbiamo riunito i diversi elementi per servire il mercato.

Abbiamo dovuto passare alla produzione ad alto volume per soddisfare le esigenze del mercato solare, il che ha rappresentato un cambiamento culturale per noi. Dopo aver assunto e addestrato altre persone e aver effettuato la prima serie di spedizioni, abbiamo sentito di poter entrare nel mercato gestendolo correttamente, quindi ci siamo assicurati più contratti e abbiamo rapidamente preso piede.

Dal punto di vista armonico, abbiamo identificato il potenziale nel settore della robotica e di altri mercati del controllo del movimento, ma non avevamo a disposizione un prodotto e non c’erano altri produttori da acquisire. Quindi abbiamo deciso di sviluppare queste soluzioni internamente, sfruttando la nostra esperienza di progettazione e produzione.

Che cosa serve per sviluppare prodotti complessi da zero?

Gamelin: Tutto dipende dalle persone che ci lavorano. Il nostro team ama le sfide che derivano dal lavoro su complessi problemi di ingegneria ed è molto orgoglioso e responsabile nei confronti dell’azienda. Per le soluzioni armoniche, abbiamo assunto altri ingegneri incredibilmente abili. Ci hanno aiutato ad analizzare e sviluppare la tecnologia.

Lo sviluppo della tecnologia armonica non riguardava solo la progettazione del prodotto stesso. Gran parte delle proprietà intellettuali sviluppate da Cone Drive riguardano capacità di test sui prodotti, sistemi di misurazione, mantenimento del lavoro e analisi dei materiali.

Inoltre, quando siamo diventati un’azienda Timken, abbiamo avuto accesso a più strumenti di ricerca e sviluppo e a ingegneri con una profonda conoscenza dei cuscinetti e della scienza dei materiali, e ciò ci ha aiutato ad affrontare le sfide relative ai cuscinetti armonici. Il livello di apparecchiature e capacità di test a nostra disposizione dall’acquisizione è di prim’ordine.

Abbiamo investito diversi milioni di dollari in capitale per arrivare dove siamo ora. Ciò include non solo il capitale umano, ma anche gli aggiornamenti delle strutture, le apparecchiature di produzione, i sistemi di misurazione e le capacità di test.

Perché i clienti scelgono le soluzioni armoniche Cone Drive rispetto ai prodotti della concorrenza?

Gamelin: I clienti apprezzano il nostro approccio incentrato sul cliente, la facilità con cui collaboriamo con loro e la realizzazione di prodotti speciali ad alta tecnologia. Anche i nostri tempi di esecuzione rapidi sono fondamentali, che si tratti di prototipi o di produzione in serie. Molti clienti apprezzano anche il fatto che siamo stati in grado di evitare per lo più problemi alla catena di fornitura perché i nostri materiali provengono da fonti nazionali.

Cosa spinge te e il tuo team ogni giorno ad alzarvi e a risolvere i difficili problemi di controllo del movimento?

Gamelin: È stimolante lavorare con queste tecnologie high-tech in evoluzione e siamo orgogliosi di aiutare a cambiare in meglio la vita delle persone. Le protesi per l’anca robotizzate, ad esempio, sono meno invasive, quindi i pazienti hanno tempi di recupero più brevi con meno possibilità di infezione. Il nostro lavoro con le società satellitari significa che l’accesso a Internet sarà presto disponibile in qualsiasi parte del mondo. Sarà una trasformazione.

Scoprite di più sui macrotrend che guidano gli investimenti in ricerca e sviluppo alla Timken.

Published: 2022/02/11