I sensori virtuali B&R messi alla prova

Durante lo scorso MC4 lo stand B&R è stato teatro di un esperimento particolare effettuato dal laboratorio LIAM sulla stazione demo VibCom – per la compensazione delle vibrazioni. Tale test era volto a verificare l’efficacia degli avanzati algoritmi di motion, messi a punto da B&R, per calcolare i parametri di un sistema in movimento a partire dal modello matematico, sfruttandoli quindi per ottenere un movimento controllato, senza vibrazioni. Grazie a tali algoritmi si può ottenere, senza misure dirette da encoder o altri sensori fisici, un controllo di moto preciso e fluido, senza le complicazioni e i costi di cablaggio e di manutenzione che la sensoristica fisica comporta.

Scopo dell’esperimento era la misura delle vibrazioni sul telaio di una stazione dimostrativa presente nello stand B&R. Tale carcassa è solidale con un motore in rotazione al suo interno. Sull’asse del motore è incernierata un’asta di metallo flessibile, libera sull’altro estremo, dove è fissato un carico. Procedendo il motore con rapidi movimenti di rotazione di pochi gradi alla volta, senza alcuna compensazione, si osservano sul carico all’estremità dell’asta forti oscillazioni. Attivando una compensazione del profilo di coppia applicata al motore per smorzare tali oscillazioni l’effetto è ben visibile a occhio nudo e risulta in uno smorzamento pressoché totale delle oscillazioni prodotte sul carico.

Ma, non fidandosi del proprio senso della vista, come un moderno San Tommaso, il team del laboratorio LIAM ha voluto misurare questi risultati tramite un banco di test portatile, con un accelerometro piezoelettrico triassiale applicato al telaio della stazione demo per la misura delle accelerazioni, seppur ridotte a causa della rigidità del sistema meccanico, ma pur sempre significative per un test comparato. Il banco di prova ha acquisito il segnale dal sensore campionando a una frequenza di 16 kHz per alcuni secondi, in condizioni dapprima di controllo ad anelo aperto e poi con compensazione tramite l’uso del feedback virtuale calcolato dagli algoritmi evoluti. L’efficacia della compensazione ottenuta con i sensori virtuali è stata verificata. L’elongazione delle accelerazioni durante il controllo senza compensazione risulta molto più elevato, circa il doppio rispetto al caso in cui l’algoritmo di controllo per la compensazione delle vibrazioni era attivo. Inoltre lo smorzamento è risultato molto più rapido, dimostrando la capacità di stabilizzazione del movimento di tali algoritmi e le potenzialità in un incredibile numero di applicazioni pratiche nell’industria.

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