Sistemi motorfeedback per trasmissioni meccatroniche

Caratteristiche quali compattezza, facilità di montaggio, principio di misura robusto e capacitivo, interfaccia industriale HIPERFACE® e funzionalità MT senza batterie grazie alla conversione meccanica hanno convinto Wittenstein, produttore di primo piano di tecnologia meccatronica di trasmissione, a puntare sul sistema motorfeedback SEM90 di SICK per la propria serie di trasmissioni Galaxie®. Garantendo importanti vantaggi anche al cliente finale.

di Kathrin Kritzer

Con circa 2.600 collaboratori in tutto il mondo, 60 filiali e agenzie di rappresentanza in circa 40 paesi e con un fatturato di 385 milioni di euro nell›anno fiscale 2017/18, Wittenstein è un’azienda di primo piano nel settore della tecnologia di trasmissione basata sulla meccatronica. Attraverso le proprie filiali e la start-up Galaxie, il gruppo opera in vari innovativi settori, tra cui figurano i seguenti: servomotori e sistemi di trasmissione servoassistita, tecnologia medica, servounità miniaturizzate, innovativa tecnologia a ingranaggi, sistemi di attuatori rotativi e lineari, nanotecnologia, componenti elettronici e software per la tecnica di trasmissione.

Tecnologia all’avanguardia nella costruzione di macchine
Il sistema di trasmissione Galaxie di Wittenstein è stato presentato per la prima volta alla fiera di Hannover 2015, ottenendo il riconoscimento Hermes Award. Da allora, Galaxie ha continuato a implementare una propria serie di prodotti in diverse forme costruttive e varianti per nuove applicazioni, con particolari esigenze di montaggio e prestazioni, affermandosi anche per la propria competenza specifica di settore, fondata su principi autonomi per gli accoppiamenti di trasmissione. Caratteristiche come, ad esempio, l’accuratezza nel posizionamento, la forma compatta, la robustezza e l’assenza di manutenzione rendono Galaxie una tecnologia all’avanguardia per la costruzione di macchine ad alte prestazioni e, pertanto, ideale nella misura in cui un encoder nel sistema Galaxie è in grado di offrire analoghe elevate prestazioni. A tal fine, Wittenstein ha preso in considerazione fin da subito il sistema motorfeedback SEM90 di SICK.

Sistemi motorfeedback facili da integrare
Con i nuovi sistemi MT SEM90 per alberi cavi con diametro 50 mm e SEM70 per alberi cavi da 25 mm e con le varianti ST SES90 e SES70, SICK ha ulteriormente ampliato la propria gamma di sistemi motorfeedback lineari e rotativi per azionamenti diretti e motori ad albero cavo applicati, tra l’altro, a sistemi di handling e robotica. Grazie alla forma piatta e alla facilità di montaggio direttamente sull’albero motore, questi sistemi rappresentano soluzioni di trasmissione sempre meno ingombranti e sempre più facili da integrare in impianti esistenti. In particolare, la compattezza di SEM90 supporta 1:1 l’impiego del sistema di trasmissione Galaxie per quanto riguarda le prestazioni. La stessa cosa si può dire per l’elevata precisione di misura del sistema SEM90, che lo rende particolarmente adatto alle esigenze di precisione e accuratezza nel posizionamento della cinematica del cambio Galaxie di soli 4 secondi angolari.

Encoder per applicazioni robotizzate e sistemi di handling
Il modello SEM90, così come il “fratello minore” SEM70, è un encoder ad albero cavo con interfaccia HIPERFACE per azionamenti diretti e sistemi di trasmissione, utilizzato in misura crescente in applicazioni robotizzate e sistemi di handling. Il rilevamento di percorso, velocità e posizione al massimo numero di giri – ossia 6.000 g/min per SEM 90 e 8.500 g/min per SEM70 – si basa su un principio di misura capacitivo con elemento sensore senza cuscinetto. Grazie a questa struttura, SEM90 si distingue non solo per l’elevata precisione, ma anche per la robustezza: urti o vibrazioni, polvere, umidità o campi magnetici nell’ambiente di applicazione non influiscono sul suo funzionamento. Per quanto riguarda la tecnica di misura, i sistemi motorfeedback forniscono segnali sotto forma di 64 periodi sen/cos per rotazione, raggiungendo così un’elevata qualità di regolazione, che a sua volta genera movimenti precisi, ad esempio degli assi rotanti. In questo modo la funzionalità meccanica MT con 4.096 rotazioni massime, applicata per la prima volta in tale forma costruttiva, consente un esercizio senza alimentazione energetica supplementare. Ciò significa meno cablaggi dall’encoder alla batteria nel quadro elettrico e quindi più spazio disponibile. Un numero inferiore di componenti comporta anche minori rischi di guasti, e una ridotta quantità di interfacce riduce le esigenze di regolazione. Non sono più, quindi, necessari interventi di manutenzione degli encoder supportati da batteria. Oltre all’eliminazione della manutenzione, si evita anche il rischio di perdere la posizione MT durante il cambio della batteria. Inoltre, gli encoder con batteria buffer presentano un ulteriore svantaggio, a cui talvolta non si pensa: le batterie agli ioni di litio sono classificate come “merce pericolosa” nelle normative di legge sul trasporto internazionale e pertanto sono soggette a numerose disposizioni per l’imballaggio, la siglatura e il trasporto di prodotti ad alto rischio, anche se montate in un sistema motorfeedback o in un sistema di trasmissione.

Montaggio facile e veloce direttamente sull’albero motore
Gli sviluppatori di SEM90 hanno rielaborato e ottimizzato anche il concetto di montaggio e integrazione del sistema. È, infatti, sufficiente inserire, fissare e girare il sistema fino al bloccaggio per poterlo utilizzare. I nuovi sistemi motorfeedback in versione piatta, alti appena 24 mm, si possono montare senza utensili specializzati in modo facile e veloce direttamente sull’albero motore. Già nella fase di montaggio dei primi prototipi e di test presso Wittenstein i risultati sono stati molto positivi. Inoltre, non sono necessari elementi di trasmissione come cinghie dentate o giunti, evitando in questo modo eventuali errori di montaggio. SEM90 sfrutta la possibilità di leggere la posizione del rotore dopo l’installazione del sistema motorfeedback con il dispositivo di programmazione PGT11-S‑S e, quindi, di riconoscere in modo affidabile possibili errori di montaggio nel test End of Line prima della spedizione del motore. La preparazione per la tecnica di cablaggio HIPERFACE DSL, con relativa predisposizione dell’integrazione ASIC, consente il collegamento dei sistemi motorfeedback nell’ambito del concetto di automazione con sensori multipli sHub® di SICK e garantisce pertanto maggiore sicurezza e vantaggi futuri grazie all’utilizzo di dati d’esercizio supplementari dell’encoder per il condition monitoring.

(Kathrin Kritzer è Manager di prodotto sistemi motorfeedback/motion control sensors presso SICK STEGMANN)