Con la commercializzazione dei marchi Leine Linde e LTN Servotechnik, Heidenhain Italiana ha ampliato l’offerta tecnologica offrendo così un interlocutore unico per un portafoglio di soluzioni di ben otto marchi, ciascuno di prim’ordine nella propria nicchia di mercato
La manifestazione SPS Italia di maggio ha segnato un passaggio importante per Heidenhain Italiana: per la prima volta ha esposto i marchi Leine Linde e LTN nel proprio stand, marchi che già da molti anni fanno parte di Heidenhain Corporate Group. Con l’integrazione nelle attività locali di commercializzazione di Heidenhain, clienti acquisiti e potenziali hanno così accesso diretto all’ampia gamma di prodotti di ben otto marchi – Heidenhain, AMO, Etel, Leine Linde, LTN, Numerik Jena, Renco e RSF – in grado di offrire tecnologia allo stato dell’arte e innovazioni sostenibili rivolte a mercati e settori in costante evoluzione. Nell’attuare questa scelta strategica, la casa madre Dr. Johannes Heidenhain GmbH ha puntato a mettere a disposizione un unico interlocutore in grado di garantire consulenza e supporto calibrato per ogni tipo di applicazione e per ogni azienda, indipendentemente dalle sue dimensioni. Facciamo una rapida carrellata delle novità presenti nel portfolio Heidenhain partendo dall’interfaccia bidirezionale EnDat che si sta sempre più affermando come la tecnologia di comunicazione per i prodotti del gruppo.
EnDat 3: l’integrazione digitale dei sistemi di misura
EnDat 3 è la versione più recente della popolare interfaccia Heidenhain per encoder assoluti. Presenta tutti i vantaggi delle versioni precedenti ma è ancora più veloce e robusta, con caratteristiche di sicurezza funzionale semplificate. Utilizza una frequenza di clock di 200 kHz, rispetto ai 16 kHz delle versioni precedenti, e ha raddoppiato la larghezza di banda supportata, da 12,5 a 25 Mb/s. Ciò significa maggiore velocità nella trasmissione dei dati. Heidenhain ha semplificato gli aspetti di functional safety dell’interfaccia ed EnDat 3 ne sfrutta lo standard industriale, il black channel, facilitando l’implementazione per gli OEM. L’interfaccia EnDat 3 rileva la posizione assoluta, e non solo quella relativa a un riferimento, così all’avvio di una macchina non è richiesto alcun movimento degli assi per stabilire la posizione, cosa che può richiedere molto tempo per le macchine di grandi dimensioni. EnDat 3 consente quindi un avvio più rapido con conseguente maggiore produttività. La nuova interfaccia encoder ha ridotto il cablaggio rispetto alla versione precedente, passando a una configurazione a due o quattro fili (otto i fili precedenti) con un impatto positivo sui costi. Per le applicazioni di robotica, EnDat 3 offre anche la comunicazione bus, che consente di collegare insieme gli encoder a catena, riducendo cablaggio e costi, semplificando gli step di progettazione e produzione. EnDat 3 dispone anche di una maggiore capacità di memoria e di archiviazione, permette di proteggere con password le informazioni archiviate nell’encoder e dispone di un numero maggiore di sensori di temperatura. È stato inoltre aggiunto il supporto per gli encoder multidimensionali, il che consente un’installazione più agevole e semplifica il calcolo a valle legato all’utilizzo di più testine di lettura su un singolo cavo. Come tutte le versioni precedenti, EnDat 3 è bidirezionale, quindi può supportare monitoraggio e diagnostica. Ciò significa che può essere utilizzata per la predictive maintenace, ad esempio, avvisando il CNC quando viene rilevato un guasto. EnDat 3 rappresenta l’interfaccia encoder ottimale per un’elevata integrazione di sistema in grado di soddisfare i requisiti della digitalizzazione del futuro a costi di sistema ridotti e con architettura flessibile delle macchine. Sempre più encoder di Heidenhain Corporate Group dispongono di questa interfaccia.
Analisi integrata delle vibrazioni: l’encoder induttivo ECI 123 Splus
Rilevare precocemente le vibrazioni è fondamentale per ottenere processi fluidi, risultati perfetti e un utilizzo duraturo delle macchine, soprattutto in impianti di produzione automatizzati ad alte prestazioni. Quanto più precoce e rapido è il rilevamento, tanto più facile è evitare scarti, danni alle macchine e tempi di fermo degli impianti. Il nuovo sistema di misura rotativo induttivo ECI 123 Splus di Heidenhain integra un sensore di accelerazione offrendo una soluzione innovativa e particolarmente pratica per rilevare e analizzare le vibrazioni sugli elementi rotanti della macchina. ECI 123 Splus fornisce la misurazione di posizione e l’analisi delle vibrazioni in un unico encoder per il controllo del movimento e il monitoraggio delle condizioni degli elementi rotanti delle macchine. Collegando i segnali rilevati delle vibrazioni con i valori di posizione fornisce informazioni che consentono di determinare rapidamente il tipo e l’ubicazione della fonte delle vibrazioni. Inoltre, ai nuovi encoder possono essere collegati fino a tre sensori esterni di temperatura. ECI 123 Splus supporta il processo online di condition monitoring su misura di una macchina al fine di rilevare precocemente i guasti ed eseguire un’analisi dettagliata. Gli operatori possono impiegare la predictive maintenance per ottimizzare gli intervalli di assistenza in base al carico effettivo della macchina, o integrare interventi di manutenzione straordinaria nei processi operativi. Inoltre, i dati raccolti nel corso della vita operativa dell’impianto consentono di prevedere con precisione la vita utile residua. ECI 123 Splus impiega l’interfaccia EnDat 3 per trasmettere tutte queste informazioni all’elettronica successiva. Questo non solo limita la sensoristica per la misurazione delle vibrazioni, ma riduce anche il cablaggio e agevola le operazioni di montaggio.
Secondary encoder: AMO e RSF in prima fila
L’utilizzo dei sistemi di misura angolari AMO ha incrementato sensibilmente l’accuratezza dei robot industriali per la lavorazione dei materiali. Questi dispositivi utilizzati come secondary encoder aumentano la precisione dei movimenti del robot fino all’80%. Gli encoder rotativi utilizzati nei robot convenzionali sono sufficienti per i semplici compiti di movimentazione. I processi produttivi come foratura, fresatura e saldatura, invece, richiedono una precisione di posizionamento significativamente più elevata, che gli encoder rotativi standard non possono garantire a causa di vari fattori. Per rispondere a questa sfida, AMO ha sviluppato sistemi di misura angolari basati sull’innovativo principio di scansione Amosin. Questi dispositivi registrano con precisione la posizione di ciascun giunto del robot e misurano le forze che si verificano durante il processo di lavorazione. La struttura robusta ne consente l’utilizzo in condizioni difficili e offre flessibilità per le diverse applicazioni. Un passaggio importante nel 2024 è stata l’introduzione dell’interfaccia bidirezionale EnDat 3 che consente l’utilizzo della tecnologia a due fili e il funzionamento tramite bus (daisy chain) per ridurre la quantità di cavi. La combinazione di questi due aspetti sui sistemi di misura AMO contribuisce in modo significativo ad aumentare la flessibilità e l’efficienza dei robot industriali, ampliandone le possibilità applicative e supportando le aziende nel rendere i propri processi produttivi sempre più efficienti. Sempre parlando di applicazioni con secondary encoder, un’ulteriore interessante possibilità è offerta dal nuovo sistema di misura angolare assoluto MCR 16 di RSF con doppia traccia (incrementale e assoluta). La scansione ottica con errore di interpolazione ottimizzato presenta una migliore qualità del segnale per la misura della posizione assoluta su assi di grandi dimensioni. Grazie al design modulare con tamburo graduato e unità di scansione separata, l’MCR 16 è adatto sia per alberi di grande diametro sia per condizioni di montaggio difficoltose. Anche RSF propone soluzioni con interfaccia EnDat 3, come l’encoder angolare modulare assoluto MCR 15, ideale per applicazioni nella produzione elettronica, l’automazione e la metrologia.
L’interazione tra gli encoder Multi-DOF con EnDat 3 e sistemi di motion Etel
Per gestire lo sviluppo di sistemi di intelligenza artificiale, la tecnologia dei semiconduttori ha richiesto la transizione da strutture monolitiche di chip al design chiplet. Se nel 2010 le distanze dei contatti di 10 µm e le accuratezze di 1 µm erano lo standard per la produzione di chip, oggi questi valori si aggirano rispettivamente intorno ai 2 µm e 200 nm. Tuttavia, l’industria richiede un’ottimizzazione ancora maggiore per realizzare, ad esempio, chiplet per i robot umanoidi e veicoli a guida autonoma. I sistemi di misura con Multi-DOF Technology di Heidenhain garantiscono i nuovi requisiti di maggiore accuratezza e performance per l’impiego in tutti i settori dell’industria elettronica e dei semiconduttori: dalla produzione front-end, ai nuovi processi mid-end (nati dalla tecnologia chiplet) fino alla produzione back-end. Oltre alla direzione di misura effettiva, i sistemi di misura Multi-DOF sono in grado di misurare fino a sei gradi di libertà (da cui la denominazione Dplus), potendo così rilevare e compensare errori inevitabili nelle applicazioni reali, tra cui le deviazioni di rettilineità delle guide lineari, le deformazioni dovute a variazioni di temperatura oppure le tolleranze di produzione e di assemblaggio. Anche la soluzione Multi-DOF più semplice, ovvero l’encoder lineare aperto LIP 6000 Dplus con interfaccia EnDat 3 per la misurazione di due gradi di libertà con riga graduata e due testine di scansione, consente di raggiungere accuratezze di posizionamento migliori di 1 µm con una produttività fino a 5 kUPH. Heidenhain offre, inoltre, moduli Multi-DOF assemblati e calibrati che garantiscono anche l’effettivo trasferimento dell’accuratezza assoluta dei sistemi di misura, dai laboratori Heidenhain all’applicazione del cliente. I sistemi di motion high-end Etel combinano i sistemi di misura Heidenhain con potenti motori diretti lineari e coppia, motion controller e azionamenti con interfaccia EnDat3 e funzionalità Multi-DOF di elevate prestazioni, coadiuvati da soluzioni per l’isolamento attivo dalle vibrazioni esterne e cancellazione delle forze derivanti dalla cinematica di movimento. Così si arriva a creare piattaforme complete per svariate applicazioni come il monitoraggio dei processi front-end, il packaging avanzato oppure il collaudo dei componenti. L’interfaccia EnDat 3 Heidenhain offre numerosi vantaggi nelle applicazioni Multi-DOF: in primis permette il calcolo e la trasmissione dei valori di posizione rilevanti su un unico cavo, ma consente anche l’integrazione di sensori esterni e la diagnostica online trasmettendo dati di sensori di temperatura, monitoraggio delle condizioni e manutenzione predittiva.
Leine Linde: applicazioni heavy duty
Leine Linde si è affermata come specialista di encoder e sensori che garantiscono una lunga durata, una misurazione precisa della posizione, e una sicurezza di processo, soprattutto in condizioni operative gravose. Le aree di applicazione tipiche includono l’industria siderurgica, le turbine eoliche, la cantieristica navale e le applicazioni offshore, così come le gru, i macchinari da costruzione e la produzione della carta. Di Leine Linde è il trasduttore rotativo incrementale FSI 862, certificato per applicazioni secondo SIL2 e PLd, che offre l’opzione functional safety integrata. Il design dell’albero cavo senza slittamento e il cuscinetto ceramico lo rendono adatto per l’impiego su azionamenti in ambienti con forti sollecitazioni, ad esempio, nell’industria siderurgica o nella produzione della carta. Grazie alle funzioni di sicurezza integrate, rende superfluo un secondo encoder come back-up o sensori aggiuntivi, risparmiando spazio, cavi e operazioni di montaggio. Sempre di Leine Linde sono gli encoder induttivi della serie 600, che si basano su una tecnologia speciale sviluppata per aumentare la durabilità dell’encoder in ambienti heavy-duty. Grazie al metodo di scansione induttiva e ai robusti cuscinetti utilizzati, il prodotto è uno degli encoder con diametro di 58 mm più robusti sul mercato. La costruzione offre una maggiore resistenza alle vibrazioni e di conseguenza ne prolunga anche la durata. La serie 600 presenta la versione singleturn e multiturn. Gli encoder comunicano tramite le interfacce seriali SSI ed EnDat o con interfacce fieldbus avanzate come Devicenet, Profibus, Profinet, Ethernet/IP o Canopen. Sono disponibili anche in acciaio inossidabile, testati per l’utilizzo in ambienti con acqua salmastra oppure certificati per ambienti esplosivi.
LTN: soluzioni customizzate
LTN Servotechnik offre slip ring e resolver nell’ambito di un ampio programma standard o come soluzioni customizzate. Le applicazioni vanno dall’automazione industriale, ad esempio, macchine per imballaggio e robotica, a costruzione di aerei, sistemi fotovoltaici e turbine eoliche. Gli slip ring di LTN trovano impiego in molte applicazioni per la trasmissione, senza disturbi, di segnali elettrici, dati e potenza da sistemi fissi a sistemi rotanti. La gamma spazia da modelli per pochi mV o mA ad altri per molte centinaia di ampere o migliaia di Volt e da applicazioni come la trasmissione di immagini video a macchine per l’imballaggio e turbine eoliche. Gli slip ring LTN resistono in condizioni ambientali severe, come aria corrosiva e salmastra, a forti vibrazioni e garantiscono affidabilità di funzionamento al sistema globale. In molte applicazioni industriali, i resolver di LTN gestiscono il controllo del motore come sensori di movimento e angolo. Soprattutto in condizioni operative difficili, ad esempio nell’industria mineraria, ma anche nei robot industriali o nelle soluzioni di automazione mobili, i sistemi brushless svolgono attività di controllo e regolazione con sicurezza e senza usura. Un ulteriore vantaggio: i resolver forniscono un segnale di posizione assoluto direttamente nell’arco di un solo giro e non devono pertanto essere azzerati dopo l’accensione.
Numerik Jena: misurazioni lineari in spazi di montaggio ristretti
LIKgo e LIKselect di Numerik Jena sono sistemi di misura lineari aperti appositamente concepiti per spazi di montaggio ristretti e requisiti di accuratezza elevati e adatti ad applicazioni come l’industria elettronica, la metrologia e il medicale. LIKgo è un prodotto standard con le caratteristiche base per essere utilizzato in applicazioni dell’industria elettronica dove è presente poco spazio per l’integrazione. La testina di scansione è particolarmente compatta e leggera con dimensioni di 28 mm x 13 mm x 7,5 mm e un peso di appena 10 g; la scansione a due settori di nuova concezione è in grado di fornire un’accuratezza molto elevata con passo di divisione di 20 µm e passi di misura fino a 78,125 nm come pure elevata qualità del segnale ed elevata resistenza alla contaminazione; grazie all’output diretto dei segnali TTL interpolati dalla testina di scansione senza elettronica aggiuntiva non presentano errori di fase o di offset; il montaggio risulta molto semplice e intuitivo grazie a tolleranze elevate; infine, la taratura elettronica dei segnali contribuisce all’ottimizzazione della stabilità del sistema. Il nuovo LIKselect arricchisce le caratteristiche di LIKgo con la configurazione personalizzata estendendo così i vantaggi della serie attuale Kit L di Numerik Jena alla nuova generazione dei sistemi di misura lineari LIK. I sistemi di misura LIKselect offrono ampie possibilità di customizzazione e sono specificatamente indicati per applicazioni speciali. La serie LAK, la versione assoluta dei sistemi di misura ottici, offre velocità di avanzamento fino 10 m/s, risoluzione fino a 10 nm e diverse interfacce tra cui EnDat 2.2 Heidenhain.
La nuova generazione Renco: semplicemente affidabile
Con una risoluzione fino a 40.000 passi di misura al giro, i trasduttori rotativi incrementali di nuova generazione R35i e R35iL Renco sono particolarmente indicati come sistemi motor feedback per motori passopasso in modalità closed loop e Bldc in applicazioni robotiche, ad esempio per azionamenti di veicoli a guida autonoma (AGV), oppure per il rilevamento esatto della posizione in macchine di misura come scanner laser, oppure ancora per il controllo delle porte negli impianti di sollevamento e nel controllo di velocità nei sistemi di ventilazione. Ecco i vantaggi associati a questi encoder: semplicità e rapidità di installazione grazie all’aiuto di montaggio integrato; taratura elettronica dei segnali di commutazione del motore premendo semplicemente un pulsante; funzionamento sicuro e affidabile grazie a funzioni di monitoraggio e diagnostica implementate per la prima volta in trasduttori rotativi incrementali. Conclude questo breve elenco il rilevamento esatto della posizione del rotore di motori Bldc e la definizione molto precisa della sequenza di tracce UVW per la commutazione elettronica di motori con fino a 32 coppie di poli. Per condizioni di montaggio in spazi particolarmente ristretti, R35iL offre un’altezza di ingombro di appena 8,6 mm, rientrano così tra i trasduttori rotativi più compatti attualmente disponibili sul mercato.
Dplus: misurare più di una dimensione
Misurare più di una dimensione, questo è il significato di Dplus, sistema di misura Heidenhain, che apre nuove possibilità a un’ampia gamma di applicazioni: per robot altamente precisi e cobot sicuri, per il monitoraggio permanente dei freni negli ascensori o per i sistemi complessi nella produzione elettronica e di semiconduttori, ad esempio per hybrid bonding. Il dual encoder KCI 120 Dplus induttivo fornisce motor feedback e misurazione di posizione in un unico trasduttore rotativo. Dispone di un’unità di scansione centrale e due dischi graduati separati. Con la misurazione di posizione a valle del riduttore di velocità, compensa le imprecisioni strutturali di robot altamente mobili e dinamici, e non solo per garantire una maggiore precisione nel TCP. L’interfaccia EnDat 2.2 puramente seriale con functional safety consente inoltre l’impiego in applicazioni sicure, come i cobot per la collaborazione uomo-robot. Il trasduttore rotativo per ascensori KCI 419 Dplus fornisce non solo valori di posizione come motor feedback per la regolazione dell’ascensore, ma incrementa anche la sicurezza operativa. Il trasduttore rotativo rileva in modo permanente la corsa dei freni. Sulla base di questi dati, l’elettronica successiva può dedurre lo stato del freno, ventilato o chiuso, e la sua usura. La tecnologia di sollevamento non prevederà più microinterruttori per il monitoraggio dei freni. Grazie all’estrema vicinanza a motore e freni, KCI 419 Dplus fornisce anche dati rilevanti per il monitoraggio della temperatura senza sensori supplementari: un vantaggio significativo anche per la maggiore affidabilità e sicurezza dei sistemi di sollevamento. Il sistema di misura lineare LIP 6000 Dplus con Multi-DOF Technology di Heidenhain non rileva solo la posizione nella direzione di misura principale ma anche in quella secondaria direttamente e con massima accuratezza. Si evidenziano così errori in varie direzioni di misura con effetti sull’intero sistema che possono essere compensati per ottenere un’accuratezza di misurazione significativamente maggiore. Grazie all’impiego di diverse testine di scansione Dplus, su una riga graduata Dplus, o la combinazione di diversi sistemi di misura lineari LIP 6000 Dplus, è possibile rilevare fino a 6 gradi di libertà. Nel complesso questo comporta un’accuratezza assoluta nettamente maggiore, ad esempio per sistemi complessi per hybrid bonding.
Heidenhain Italiana – www.heidenhain.it