Cosa c’è all’orizzonte per i dispositivi di retroazione?

Dan, a tuo avviso quali sono le novità nel mondo della retroazione per come stanno procedendo le cose?

Si sono verificati alcuni importanti cambiamenti di direzione per quanto riguarda la tecnologia della retroazione nei servomotori. Il primo fra tutti è il dispositivo di retroazione per applicazioni con motore a cavo singolo. La seconda è la sicurezza integrata negli encoder.

Qual è l’elemento trainante che impone questi cambiamenti?

Da anni i clienti chiedono soluzioni a cavo singolo per l’interfaccia tra azionamento e motore. L’obiettivo si è rivelato problematico, in quanto i segnali di retroazione, per tradizione, hanno sempre avuto un segnale basso rispetto ai rapporti di rumorosità. Collocare la retroazione nello stesso cavo dei fili di alimentazione del motore crea la cosiddetta tempesta perfetta per l’accoppiamento induttivo e capacitivo di EMC generata da PWM nel segnale di retroazione. Un altro aspetto critico è l’aggiunta di più cavi di retroazione a un cavo di alimentazione del motore già grande di per sé: ne aumenta le dimensioni e il raggio di curvatura, rendendo il cavo impegnativo da usare.

SICK ha lanciato il sistema di retroazione HIPERFACE DSL® che apporta diversi miglioramenti consentendo di ridurre al minimo l’aspetto negativo della soluzione a cavo singolo. La tensione di alimentazione è stata incrementata da 5 V CC a 9 V CC, il segnale rispetto al rapporto di rumorosità è stato potenziato di quasi 3:1 ed è stato ridotto il numero di cavi supplementari aggiunti al cavo di alimentazione del motore trasformandoli in un cavo bipolare schermato. Kollmorgen ha fatto la stessa cosa con il sistema di retroazione SFD3, proponendo una solida soluzione a cavo singolo.

Quali sono le sfide che si profilano?

Non è stato facile mettere in atto e ottenere le stesse caratteristiche applicative come nel caso della soluzione a doppio cavo. La progettazione e la costruzione del cavo non riescono ancora a eguagliare l’ampio raggio di curvatura dei cavi tradizionali. Inoltre si è dovuto sostituire i connettori del motore per garantire una schermatura più potente dei segnali di retroazione. Abbiamo dovuto rivedere anche la progettazione degli azionamenti esistenti che sono stati così dotati di un nuovo circuito per l’elaborazione del segnale. Che cosa si può dire riguardo alla sicurezza integrata nei dispositivi di retroazione?

Il secondo miglioramento apportato alla tecnologia di retroazione dei servomotori riguarda la “sicurezza”. La maggior parte degli OEM è impegnata nello sviluppo di norme di sicurezza IEEE da applicare alla progettazione delle macchine. Le norme di sicurezza utilizzano termini quali “buone parti note”, “struttura” e “la perdita di qualsiasi componente di sicurezza non si tradurrà in perdita di sicurezza”. Se nei motori si usano dispositivi di retroazione tradizionali occorre aggiungere componenti supplementari esterni al motore e all’azionamento per soddisfare questi requisiti. Oggi i produttori di encoder sono impegnati nell’elaborazione delle necessarie funzioni di sicurezza nel dispositivo di retroazione del motore, semplificando la progettazione del sistema.

L’encoder di sicurezza da solo non risolve il problema. L’azionamento e il cavo devono essere progettati per supportare l’encoder di sicurezza. Questa impostazione comporta costi aggiuntivi. E se l’encoder e l’azionamento sono stati certificati separatamente, sarebbe scorretto affermare che sono stati certificati insieme come sistema unico.

HIPERFACE DSL® è un marchio registrato di SICK STEGMANN GmbH