L’elemento della macchina di misura

Accoppiamento ad albero con misura della coppia integrata

L’accoppiamento ad albero per misura della coppia ROBA^®-DSM si basa sull’accoppiamento ad albero senza gioco, provato e testato, ROBA^®-DS. Questo accoppiamento per la misura della coppia può essere utilizzato in molte applicazioni differenti, dalla costruzione di banchi prova alle macchine di serie, fino al monitoraggio delle condizioni. L’apparato permette il facile monitoraggio delle condizioni di macchine e sistemi. Utilizzando i dati raccolti dall’accoppiamento, è possibile utilizzare le macchine in modo ottimale in base alla loro capacità.

La misura delle parti rotanti richiede la trasmissione di energia sulla parte rotante e la trasmissione di dati dalla parte rotante. A tale scopo sono disponibili molti sistemi diversi. In passato, energia e dati erano trasmessi principalmente in modo induttivo. Tuttavia, questo principio ha numerosi svantaggi rispetto alla trasmissione dati del nuovo ROBA^®-DSM.

Un grosso svantaggio dei sistemi induttivi è che i dati possono essere trasmessi solo su brevi distanze. Pertanto, essi funzionano usando prevalentemente statori ‘chiusi’, che sono inoltre parzialmente supportati da cuscinetti. L’involucro rende l’installazione e la sostituzione molto più complesse. Inoltre, l’installazione deve essere eseguita in modo molto preciso, perché le distanze sono molto brevi. Un altro svantaggio sono le basse tolleranze in caso di vibrazioni e gioco dell’albero. I sistemi supportati da cuscinetti rendono inoltre obbligatorio un supporto della coppia. Qui, è importante osservare la posizione di installazione, in modo che le coppie di attrito sui cuscinetti non siano incluse nelle misure. I sistemi non supportati da cuscinetti richiedono un ausilio all’installazione per centrare il rotore e lo statore.

Il ROBA^®-DSM non richiede un involucro ed è quindi sufficiente un piccolo spazio di installazione. Lo statore può essere facilmente montato in qualsiasi posizione sulla circonferenza. Quando si mette a punto lo statore, sono ammesse grandi tolleranze in tutte le direzioni. Distanze potenziali fino a 5 mm sono sostanzialmente più grandi di quelle dei sistemi chiusi.
Un altro importante svantaggio dei sistemi induttivi è l’ampiezza della banda di trasmissione normalmente bassa nelle versioni analogiche o la bassa velocità dati nelle varianti digitali. Nella maggior parte dei casi, questi sistemi sono specificati fino a 1 kHz. A causa della trasmissione dell’energia e dei dati di misura attraverso una portante, questi sistemi richiedono una complessa separazione dei segnali.

Il nuovo ROBA^®-DSM per la misura della coppia utilizza due percorsi completamente separati per la trasmissione di energia al rotore e la trasmissione di dati al ricevente. Grazie all’elevata ampiezza di banda, fino a 3,5kHz, esso può registrare in modo affidabile anche processi dinamici veloci. La preparazione dei dati sul rotore permette un’amplificazione ottimale e la compensazione dell’offset. Sul rotore vi è un amplificatore programmabile, che è programmato attraverso l’interfaccia radio. In questo modo, il cliente può eseguire la compensazione dell’offset sul rotore anche dopo l’installazione. Inoltre, l’utente può regolare la codifica d’indirizzo e il canale radio con un ausilio software.

Un altro vantaggio è l’uso di un sistema radio codificato nella banda ISM a 2,4GHz. In Europa non occorre alcuna autorizzazione all’uso, grazie a un’approvazione generale. Il sistema può essere messo in servizio anche in altri mercati, ma allo scopo sono necessarie approvazioni addizionali. Il sistema utilizza fino a 80 canali. Ciò significa che l’uso di più accoppiamenti nello stesso ambiente non è un problema. La trasmissione dati è codificata con un indirizzo, in modo che solo il ricevente appropriato possa rilevare e valutare il segnale.

Il funzionamento della connessione radio può essere verificato sul ricevitore tramite un semplice display. Poiché la trasmissione dati è bidirezionale e ogni pacchetto viene confermato, è possibile monitorare la qualità della connessione radio. Il ricevitore riporta ogni malfunzionamento della connessione radio o dato mancante dal trasmettitore. Grazie all’elevata velocità di campionamento e alla connessione radio veloce, il ROBA^®-DSM raggiunge ottimi valori di Jitter (+/-68µs massimo) e Ritardo (2 ms tipico), che normalmente sui sistemi digitali sono sostanzialmente più elevati.

Analogamente ai sistemi standard industriali, il ROBA^®-DSM eroga un segnale d’uscita di +/-10V per la coppia destra/sinistra, utilizzabile come segnale d’ingresso per un PLC. Tuttavia, poiché un numero crescente di sistemi di controllo si basa su PC, la raccolta diretta dei dati digitali è un vantaggio. Il nuovo sistema ROBA^®-DSM offre un’interfaccia USB, tramite la quale i dati di misura digitali possono essere letti da qualsiasi PC o laptop utilizzando un’interfaccia USB standard. Per la registrazione dei dati di misura non è richiesto alcun hardware addizionale. Pertanto, l’operatore può ottenere rapidamente una visione d’insieme dei dati di prestazioni correnti. Inoltre, è facilmente possibile eseguire delle registrazioni, anche su periodi di tempo estesi. La valutazione dei dati può quindi avvenire offline mediante programmi appropriati come DIADEM o anche EXCEL e altri programmi di calcolo tabulare. Inoltre, è possibile una valutazione online qualora i dati vengano acquisiti direttamente, per esempio utilizzando LABVIEW, ed elaborati in tempo reale.

Fig.1: L’accoppiamento ad albero per la misura della coppia ROBA^®-DSM si basa sull’accoppiamento ad albero robusto e privo di gioco ROBA^®-DS.

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