Sistemi intelligenti di misura: una sintesi di semplicità, precisione e flessibilità

Sono il frutto della costante attenzione rivolta alle esigenze dell’industria le nuove gamme di indicatori di posizione, encoder, visualizzatori di quote e sistemi di misura lineare e angolare proposti da Siko. Tra le ultime realizzazioni, un sensore e un sistema di misura, entrambi magnetici.

La produzione di indicatori di posizione meccanici rappresenta il core business di Siko, società fondata nel 1963 in Germania. Nel corso degli anni l’attività produttiva dell’azienda si è evoluta dagli indicatori di posizione digitali e gravitazionali, agli encoder incrementali e assoluti, ai visualizzatori di quote, fino alle ultime realizzazioni, tra cui spiccano il sistema di misura magnetico lineare Magline, e il nuovo sensore magnetico, della famiglia Macro, MSK2000.

Studiato per impiego in condizioni operative gravose

Operare in condizioni meccaniche e ambientali gravose, per esempio in presenza di trucioli, polvere di marmo o bagni di olio, è praticamente normale per il neonato sensore magnetico di misura degli spostamenti lineari MSK2000. Il nuovo sensore sviluppato da Siko è in grado di effettuare misurazioni della posizione attraverso la semplice lettura di una banda magnetica lineare, che si trova applicata a bordo macchina per mezzo di un supporto biadesivo.

La vera innovazione introdotta dal dispositivo in questione consiste nella capacità di misurare gli spostamenti con una garanzia di risoluzione massima pari a 0,25 mm e con una distanza, tra sensore e banda magnetica, variabile fra 0,1 e 10 mm lungo la corsa di misura. Una qualità, quest'ultima, che lo rende particolarmente adatto a trovare applicazione anche in presenza di meccaniche di trascinamento del sensore con caratteristiche di parallelismo/allineamento con la banda magnetica grossolane e poco precise. La corsa di misura massima del nuovo sistema MSK2000 è limitata dalla lunghezza, pari a 90 m, dello spezzone unico di banda magnetica. Disponibile con uscite Push Pull o Line Driver, il nuovo sensore offre un grado di protezione IP67, una velocità massima di lettura lineare pari a 10 m/s e un equipaggiamento con cavi di connessione, in PUR, idonei all'uso per posa mobile in catena. Il sensore MSK2000 consente inoltre il rilevamento di impulsi di zero periodico (un impulso ogni 20 mm) o di impulsi di zero fisso, in base alle specifiche esigenze del cliente.

Sono affidabili e senza contatto i sistemi di misura magnetici lineari

Disponibili nelle versioni Basic, Micro e Macro i sistemi di misura magnetici lineari Magline sono basati sulla scansione senza contatto di campi magnetici e sulla conversione dei valori di misura analogici in segnali assoluti o incrementali, i dispositivi per il rilevamento di corse lineari e circolari Magline sono strumenti ideali anche per la misurazione di velocità e spostamenti angolari. Insensibili a sollecitazioni come urti e vibrazioni, oltre che alla presenza di agenti come polvere, olio e grasso, le soluzioni della gamma Magline sono particolarmente adatte a soddisfare le dure condizioni di misura presenti negli ambienti industriali. La serie Basic, risoluzione fino a 0,005mm in incrementale e 0,01mm in assoluto, dotata di interfacce che ne consentono l'integrazione in tutti gli ambienti industriali, offre una vasta gamma di componenti per la misurazione assoluta (SSI – Profibus – etc.) e incrementale. Tutti i valori rilevati possono essere immediatamente visualizzati oppure acquisiti per l'elaborazione in unità di controllo. La serie Micro, risoluzione fino a 0,001mm e velocità di misura fino a 20m/s, si presenta come una valida ed economica alternativa ai sistemi ottici, è particolarmente adatta per quei processi, tipici del motion control, nei quali sono richieste precisione ed elevata dinamicità. Appositamente sviluppato per applicazioni con corse lunghe, il sistema Macro trova invece impiego principalmente negli impianti di movimentazione, nei magazzini automatici, dove è richiesta una distanza sensore/banda magnetica elevata. Tutti i sistemi di misura lineare permettono codifica di impulsi di zero singoli o multipli a distanze su specifica dell’applicazione.

Il sistema può essere integrato direttamente nel processo di posizionamento o di lavorazione

I sistemi Magline possono essere integrati direttamente nel processo di posizionamento e di lavorazione ovviando ad errori di misura che insorgono a seguito a giochi di ingranaggi o tolleranze. In lunghe corse di misurazione il campo di tolleranza dei sensori compensa per esempio eventuali errori di parallelismo e consente l’utilizzo di guide già esistenti. Lo sporco sulle macchine non pregiudica il funzionamento del sistema che funziona in modo affidabile anche immerso in olio.

L’encoder angolare magnetico è pratico e senza usura

La serie Magline si è oggi arricchita con una nuova generazione di encoder angolari magnetici. La serie Magline Roto e Rota MAG è basata sui principi fisici tipici della collaudata linea Magline. La tecnologia magnetica utilizzata, estremamente precisa e senza contatti, offre ai progettisti nuove opportunità, mai raggiunte fino a oggi, nella misura dei parametri di distanza, angolo e velocità di rotazione. Anche in condizioni di impiego estremamente severe, in presenza di sporco, umidità e vibrazioni, questi encoder riescono a produrre misurazioni totalmente esenti da errori. Tra le caratteristiche principali segnaliamo la resistenza agli urti, alle vibrazioni e alle variazioni di temperatura; la resistenza agli oli, ai lubrificanti, allo sporco e all'acqua. Questi encoder, esenti da manutenzione, sono inoltre insensibili alle interferenze magnetiche grazie al particolare orientamento del sensore. Presentano elevate tolleranze di montaggio rispetto agli encoder ottici e possono essere integrati con dispositivi elettronici. 

Flessibilità d’uso e chiara lettura negli indicatori di posizione

Tra i sistemi intelligenti di misura angolare e lineare più tradizionali troviamo gli indicatori di posizione meccanici, elettronici e gravitazionali, che possono trovare impiego in tutte quelle tipologie di impianto, qualsiasi sia il settore industriale al quale si rivolgono (metalmeccanico, delle materie plastiche, della lavorazione del legno), che prevedono operazioni di posizionamento o centraggio estremamente precise.

Gli indicatori di posizione digitali Siko si distinguono per la chiarezza dei valori digitali visualizzati e, quindi, per l'elevata precisione del controllo. La possibilità di adeguare la visualizzazione sul display attraverso una specifica modifica dei rapporti, la lunga durata, la capacità di garantire facili operazioni di montaggio e ampliamenti modulari semplici ed efficienti, grazie all'albero cavo, sono le altre caratteristiche fondamentali che hanno determinato il successo di mercato delle soluzioni Siko. I dispositivi di questa serie possono, a scelta, essere equipaggiati con visore meccanico classico, oppure con display elettronici programmabili con parametri a controllo meccanico o computerizzato.

Tra gli indicatori meccanici, il DigiTurn, si distingue per il design moderno, che integra l'indicatore digitale meccanico direttamente nel volantino di regolazione. Nei casi in cui il volantino di regolazione della vite non deve svolgere la semplice funzione di spostamento della vite, ma anche quella di indicatore della posizione, la soluzione ideale diventa allora quella con indicatori di posizione gravitazionali con indicatore analogico. Si tratta di strumenti affidabili, a doppia funzione, che possono essere montati in modo semplice, rapido e preciso su viti verticali e orizzontali, anche in condizioni di lavoro gravose, senza che siano necessari ulteriori elementi di regolazione.

Il campo d’impiego comprende i settori metalmeccanico, della plastica e del legno

Indifferentemente dal settore industriale, sia esso quello metalmeccanico, delle materiale plastiche o del legno, gli indicatori di posizione trovano impiego nei tipi più diversi di impianti. Su quasi tutti i macchinari, infatti, si tratta sempre di dover posizionare o centrare con precisione guide, battute di riferimento o utensili.

Esempi tipici sono la regolazione dei rulli delle calandre per lamiera o ancora, nel campo della lavorazione del legno, nella quale diverse fasi di lavoro vengono eseguite da un solo impianto che effettua così la segatura la fresatura dei pannelli, l’incollaggio e la lucidatura dei bordi.

Nell’allineamento di alimentatori per materiali di diverse dimensioni, gli indicatori di posizione gravitazionali costituiscono il mezzo ideale di regolazione e consentono inoltre la trasmissione di momenti torcenti.

Misurazione precisa, con valori assoluti grazie ai trasduttori rotativi

Per quanto riguarda invece i potenziometri, in questo tipo di misurazione assoluta, gli spostamenti angolari o lineari vengono rilevati attraverso una combinazione tra potenziometro monogiro e multigiro e riduttore. Ad ogni cambio di posizione del potenziometro corrisponde un segnale analogico, 0-10V oppure 4-20mA oppure 0-10kOhm, letto da unità di controllo o visualizzatore di quote. Il trasduttore con uscita in segnale analogico è equipaggiato con elettronica che, alimentata da un normale 24Vdc di bordo macchina, riduce la tensione e alimenta correttamente gli stadi interni garantendo alta linearità e precisione di segnale. Per il comando di manovre è disponibile, come optional, un programmatore di camme integrato. Anche i potenziometri offrono un grado di protezione IP65 e possono avere alberi cavi oppure sporgenti. Ultimo nato il potenziometro monogiro o multigiro GP09 con grado di protezione fino a IP67, nella versione riempita con olio, e frizione di fondo-corsa (nessun danneggiamento del trasduttore in caso di extra-corsa).

Le applicazioni nel campo del legno, carta automazione e movimentazione

Nel caso delle versioni con albero cavo, le semplici modalità di installazione permettono brevi tempi di allestimento ovvero di riequipaggiamento dei macchinari., nonché, economia grazie al non più necessario impiego di giunti elastici e campane di accoppiamento. Nell'industria del legno i trasduttori rotativi Siko vengono impiegati sui macchinari che effettuano la prima segatura dei tronchi, poiché sono in grado di sopportare anche le sollecitazioni meccaniche più dure. Nel campo degli impianti di movimentazione e dell'automazione, vengono impiegati per le loro caratteristiche di precisione e affidabilità. Si dimostrano infine indispensabili anche nell'industria cartaria e tipografica, dove trovano impiego nella regolazione dell'esatta messa a registro dei cilindri su macchinari per la stampa in policromia.

Un collegamento sicuro e diretto con i trasduttori lineari

I trasduttori lineari Siko basati sui supporti a filo convertono movimenti lineari in movimenti angolari attivando meccanismi contatori, encoder incrementali, encoder assoluti o potenziometri, secondo le esigenze dei clienti. I segnali di misura possono essere trasmessi anche a unità di controllo e da queste essere convertiti. Il vantaggio offerto da questo metodo di misura consiste nel rendere superfluo un sistema di guida aggiuntivo, poiché il filo viene semplicemente fissato all'oggetto da misurare. Le operazioni di installazione di questo meccanismo di misura sono semplici, anche in presenza di distanze elevate e, grazie alla flessibilità del filo, è possibile rilevare spostamenti lineari, persino in posizioni proibitive per i sistemi di misura tradizionali. I supporti a filo (con filo in acciaio oppure in acciaio/sintetico) garantiscono lunghezze misurabili da 0 fino a 40.000 mm e sono forniti con accessori come i rulli di rinvio e i fili rinforzati. Classe di precisione della misura pari a 0,1mm e velocità di misura fino a 4m/s con accelerazioni fino a 12m/s. Robusti ed economici, i sistemi di misura basati sul principio dello "svolgimento del filo" possono essere installati su ponti elevatori o pallettizzatori e su macchine per il taglio dei metalli o per la lavorazione del legno, etc.

Funzioni intelligenti “ a portata di dito” nei visualizzatori di quote:

I visualizzatori di quote elettronici Siko trovano normale impiego sugli impianti che richiedono una lettura digitale chiara dei valori rilevati dai trasduttori. Questi componenti permettono infatti di visualizzare simultaneamente, su un solo apparecchio dalla forma compatta, fino a tre misurazioni, qualsiasi sia il tipo o la combinazione dei sensori o dei trasduttori di misura impiegati. L'adeguamento dei visualizzatori di quote alle diverse interfacce dei sensori avviene in modo agevole e rapido, attraverso una semplice modifica delle infrastrutture hardware o software. I visualizzatori di quote Siko forniscono dati di misurazione elettronici che vengono trasmessi a unità di controllo di livello superiore per mezzo di interfacce seriali. Alcuni tipi di visualizzatori di quote elettronici possono anche svolgere funzioni di segnalazione attraverso uscite digitali supplementari, rendendo possibile realizzare posizionamenti monoasse completi. Le soluzioni proposte da Siko per la misura multifunzionale ed elettronica rendono quindi possibile non solo visualizzare ma anche convertire e rielaborare spostamenti lineari e angolari, numeri di giri, velocità e quantità. L'intera gamma di visualizzatori di quote elettronici Siko è disponibile nella versione da tavolo oppure in quella da incasso, facilmente integrabile in ogni consolle di comando. La lettura dei dati è immediata, anche in presenza di condizioni ambientali gravose o di scarsa illuminazione, grazie ai display alfanumerici elettroluminescenti. Grazie alla facilità di programmazione, il funzionamento dei visualizzatori Siko può, nei centri di lavoro, essere rapidamente adeguato al continuo mutamento delle operazioni di misurazione e manovra.

Produttività e flessibilità con la famiglia di cambio-formato Siko AG0X

Le unità di cambio-formato compatte AG01 ed AG02 rappresentano la naturale evoluzione del cambio-formato da azionamento manuale a movimentazione automatica con controllo di regolazione via ricette impostate nell’unità di governo macchina.

Nato con dima  di montaggio compatibile con gli indicatori di posizione digitali, l’AG01 permette di automatizzare il movimento di assi manuali grazie ad una coppia nominale di 4,2Nm a 120giri/min sull’albero lento.

Il fratello maggiore, AG02, con una coppia nominale di 9Nm a 120 giri/min sull’albero lento, si dimostra idoneo anche per applicazioni con carichi elevati.

Equipaggiati con motori in c.c. a 24Vdc possono essere azionati tramite comando in PWM o direttamente in ON-OFF per applicazioni con velocità costante e accelerazione massima.

Il trasduttore di posizione integrato, direttamente sull’albero lento al fine di non misurare gli inevitabili errori introdotti dal motoriduttore, può essere di tipo incrementale / assoluto 4-20mA oppure 0-10Vdc / potenziometrico 0-10kOhm. La corsa di misura del segnale analogico è regolabile in funzione dell’applicazione mentre il trasduttore è dotato di frizione di fondo-corsa a protezione dai danneggiamenti in caso di extra-corsa.

La presenza di un albero cavo passante garantisce applicabilità anche quando è richiesta, in aggiunta, la possibilità di posizionamento manuale attraverso volantino.

Disponibili azionamenti dedicati con controllo di posizione, velocità, corrente, etc. e protocollo RS232 – RS485 – Can Open – Profibus.