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Soluzioni a cavo singolo offrono nuove possibilità per Servo Drive Technology

Le soluzioni a cavo singolo stanno acquisendo sempre più trazione nel campo della tecnologia dei servoazionamenti. Oltre al numero crescente di produttori di unità che offrono soluzioni a cavo singolo, questa tendenza è alimentata dal numero crescente di produttori di encoder rotativi che consentono l'implementazione di tali soluzioni in primo luogo. Differiscono non solo nel protocollo utilizzato, ma anche nei dettagli tecnici come risoluzione e stabilità.

Helukabel GmbH e Hengstler GmbH sono due aziende consolidate che affrontano questo argomento da diversi punti di vista. Tuttavia, sono uniti nella comune missione di fornire ai clienti componenti di alta qualità che siano innovativi, efficaci e sicuri e che sfruttino le enormi potenzialità offerte dalla tecnologia a cavo singolo. Encoder Hengstler AD37S, progettato per una soluzione a cavo singolo reale.

Nelle soluzioni a cavo singolo, i nuclei per la trasmissione del segnale dell'encoder sono integrati nel cavo servo, il che significa che due cavi sono quindi combinati per formare un cavo ibrido. Il successo di questa soluzione è dovuto ai vantaggi dell'ottimizzazione dello spazio e del peso, in particolare al prezzo ragionevole e alla tecnologia di connessione ridotta. In aree con spazio limitato, questo si traduce in ulteriori vantaggi per macchine, quadri elettrici e catene di trascinamento, ad esempio.

Il requisito di base per l'installazione di una soluzione a cavo singolo tra un servomotore e un servoregolatore è un encoder digitale sviluppato appositamente per questo tipo di comunicazione. L'encoder è permanentemente collegato al servomotore. Per questo motivo, il produttore del servomotore deve fornire ai propri clienti una soluzione end-to-end: non solo il servomotore deve essere dotato di un encoder rotativo, il controller deve essere adattato al concetto di un singolo -cittabile soluzione anche - come la comunicazione è sempre stabilita tra due unità. Hengstler offre speciali encoder rotativi nella sua nuova gamma di prodotti che utilizzano l'interfaccia ACURO®link, un protocollo aperto, creando la simbiosi ideale per soddisfare le elevate esigenze delle soluzioni a cavo singolo. »L'interfaccia ACURO®link è stata specificamente progettata per supportare applicazioni a due e quattro fili», spiega Johann Bücher, direttore di Encoder Strategy presso Hengstler.

La sfida di Helukabel come produttore di cavi consiste nel garantire una trasmissione di dati stabile e sicura in modo sostenibile. La soluzione a due cavi utilizza fino a tre schermi per proteggere le coppie di segnali dalle influenze dirompenti dei nuclei di potenza nel set-up tradizionale. Inoltre, si consiglia generalmente di considerare la massima distanza possibile tra i cavi del servo e dell'encoder quando si posizionano i cavi. Tuttavia, i core di feedback di un cavo ibrido vengono instradati direttamente nel cavo del servo. Riduce quasi completamente la distanza fisica e i requisiti per la schermatura EMC raggiungono un nuovo livello di qualità.

Se il motore ruota o meno si basa sulla qualità del segnale che arriva al ricevitore. Minore interruzione esterna che penetra nell'elemento del segnale, migliore è la qualità dei dati che arriva al ricevitore. La schermatura dei nuclei di dati rappresenta la protezione dalle emissioni EMC. Più a lungo la schermatura rimane intatta durante l'uso, più a lungo verrà mantenuta la protezione. La durata della schermatura può essere quasi »infinita» se il cavo ibrido è installato in un'applicazione fissa. La vita di servizio inizia solo ad accorciarsi quando il carico meccanico viene posizionato sul cavo in un'applicazione dinamica, come una catena di trascinamento. L'affidabilità e la qualità sicura della trasmissione dei dati è un prodotto delle singole interruzioni, il che significa che più un cavo è lungo, più è critica l'applicazione.

Il team di ricerca e sviluppo di Hengstler testa le versioni a due e quattro fili del loro encoder usando un cavo 100-m in ciascun caso sotto carico. Sulla base dell'esperienza pratica acquisita, questi test forniscono un'adeguata garanzia che i cavi possono sopportare anche sfide future che si presentano in applicazioni sempre più complesse. Ora è possibile avere un controllo multigiro ad alte prestazioni grazie all'encoder rotativo AD37 Hengstler.

Stabilisce nuovi standard con velocità di trasferimento e velocità di trasferimento dati 10-Mbaud che raggiungono 32 kHz, combinata con il trasferimento di interi dati di posizionamento che forniscono una compatibilità elettromagnetica estremamente elevata (EMC). Inoltre, il protocollo dati dell'interfaccia elettrica soddisfa i requisiti di SIL3 in conformità con IEC 61508 e Cat. 3PLe, in conformità con EN ISO 13489, mentre l'encoder rotativo AD37 e il nucleo IP nel controllo possono soddisfare tutti i requisiti da non SIL, SIL1, SIL2 a SIL3, a seconda dell'applicazione specifica del cliente.

L'ibrido Helukabel Topserv si è affermato come lo standard per la soluzione a due fili.

I carichi a cui sono sottoposti i cavi sul campo crescono man mano che aumentano le richieste del mercato dei produttori di macchinari e impianti. I design delle macchine sono più piccoli che mai, poiché gli assi nel campo delle macchine utensili tradizionali diventano più dinamici e veloci. Questi sviluppi riducono lo spazio disponibile al minimo e i raggi di curvatura delle catene di trascinamento diventano più stretti. Cavi e fili devono essere adattati all'applicazione specifica per garantire un'elevata stabilità nelle applicazioni di catene portacavi mantenendo prezzi competitivi, il che significa che il team di progettazione di Helukabel GmbH seleziona diversi progetti per esigenze specifiche.

Essi dipendono da parametri come la distanza di movimento, il raggio minimo di curvatura, la velocità, l'accelerazione e il numero minimo di cicli. Oltre al design, anche la scelta dei materiali gioca un ruolo decisivo. Essi dipendono principalmente da fattori esterni come le temperature ambientali e / o la durata richiesta dei materiali (ad esempio refrigeranti e lubrificanti aggressivi). Inoltre, ci sono altre proprietà che devono essere prese in considerazione, come la resistenza alla fiamma e il design privo di alogeni.

I diversi requisiti di prestazione dei motori traducono in sezioni diverse per i cavi di alimentazione. Maggiore è la sezione, lo spessore del cavo. È necessario che i test includono diversi raggi di curvatura per trarre conclusioni per tutte le altre sezioni trasversali, in quanto non è sufficiente per testare una sezione trasversale e la costruzione del cavo in una catena di trascinamento. Il Gruppo Helukabel test cavi su nove diversi sistemi di test in grado di distinguere tra le lunghezze e l'accelerazione e parametri di velocità durante il test. Questi test sono molto intricato e richiedono monitoraggio e la supervisione costante. Tuttavia, sono necessarie anche per garantire la qualità e la stabilità della trasmissione dei dati.

Helukabel è stato il primo produttore di cavi a confermare la durata dei suoi cavi ibridi con un test di sistema che ha coinvolto più di cinque milioni di cicli. Nel frattempo, diverse centinaia di chilometri di questi cavi ibridi sono stati installati e sono in uso in diverse applicazioni in tutto il mondo.

»Siamo il produttore di cavi con il massimo vantaggio in termini di esperienza. Abbiamo investito molto tempo in questa soluzione sin dalle primissime fasi e abbiamo raccolto una vasta esperienza nel settore per essere in grado di sviluppare soluzioni operative e affidabili per gli specialisti della guida. Il nostro Topserv Hybrid si è affermato come standard per la soluzione a due fili », afferma Thomas Pikkemaat, Product Manager per Drive Technology di HELUKABEL® GmbH.

Trascina i sistemi di test della catena presso il centro di ricerca e sviluppo di Helukabel.

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