Schede ad Onda Sinusoidale

La Master scheda è la base del sistema e si occupa di comunicare con le altre schede e di interfacciarsi con il computer tramite una porta seriale o una porta USB tramite apposita interfaccia. La scheda contiene anche un convertitore switching in grado di fornire l’alimentazione a 5V alle schede asse, e richiede una tensione di alimentazione flessibile che può essere compresa tra 12 e 24Vdc in modo da poter essere utilizzata anche in macchine portatili a batterie. Due ingressi per sonde di temperatura Pt100 permettono la misura della temperatura e quindi la compensazione della dilatazione termica sia della macchina che del pezzo da misurare.Le porte di comunicazione comprendono una seriale RS232 ed una porta Can-Bus per la ricezione dei dati dalle schede asse. Una uscita a frequenza programmabile permette l’acquisizione di una serie di punti di misura ad intervalli regolari fino a 120 punti al secondo.

La scheda permette la lettura di un encoder ad onda sinusoidale 1Vpp. Circuiti di ingresso differenziali a basso rumore ed un algoritmo di mediazione inserito nel firmware permettono di ottenere una elevata stabilità e ripetibilità dei punti misurati. Grazie al sofisticato algoritmo di interpolazione si riesce ad ottenere una risoluzione di 2048x, ovvero il periodo base dell’encoder viene suddiviso in 2048 parti. Ad esempio, se si utilizza un encoder da 5000 graduazioni per giro si otterrà una risoluzione finale di (5000 x 2048) più di 10 milioni di impulsi per giro!

Il firmware della scheda, che gira su un DSP, riesce a livellare le differenze di ampiezza del segnale analogico sinusoidale in ingresso in modo da ottenere la massima precisione su tutti i 360° di rotazione dell’encoder. Analogamente, se alla scheda viene collegata una riga ottica, il firmware applica una correzione locale dell’ampiezza dei segnali “sin” e “cos” in modo da interpolare sempre la posizione all’interno del periodo elettrico con la massima precisione.

Si possono gestire sia segnali di zero di tipo analogico che digitale. Nel caso di tacca di zero analogica (come ad esempio negli encoder Heidenhain) si può eseguire una taratura fine del livello di soglia in modo da avere la massima affidabilità sia azzerando a bassa che ad alta velocità. I 6 ingressi digitali di “latch” presenti sulla scheda permettono di congelare il valore letto dall’encoder e memorizzarli in altrettante locazioni di memoria. Questo permette la lettura dei valori di tutte le schede sincronizzati allo stesso istante temporale. L’alimentazione a 5V viene prelevata dalla scheda Master e ad essa va collegato anche il canale dati Can-Bus. Le dimensioni della scheda particolarmente compatte ne permettono l’installazione anche all’interno dei tubi che compongono una macchina di misura a bracci articolati.

Le schede asse per encoder ad onda sinusoidale Sinai sono utilizzate con successo da costruttori di macchine di misura leader nel mercato per precisione ed affidabilità.

Nel caso in cui si necessiti di più ingressi encoder nello stesso punto della macchina di misura, è possibile usare le schede a doppio asse. Esse sono del tutto simili alle schede a singolo asse con l’eccezione che con un solo DSP di prestazioni maggiori vengono letti due assi sulla stessa scheda. I vantaggi, rispetto all’utilizzo di due schede singole, sono nella compattezza e nel consumo di corrente. Anche economicamente l’uso di questa scheda risulta vantaggioso. Nel caso si utilizzino encoder di tipo aperto e doppia testina di lettura per aumentare ulteriormente la precisione del trasduttore, le schede a doppio asse diventano una scelta quasi obbligata.

In alcune macchine di misura si vuol dare la possibilità di bloccare un asse per lavorare in maggior praticità e sicurezza in zone limitate dello spazio. A questo scopo, Sinai propone una scheda dedicata al pilotaggio e gestione dell’attivazione di un freno a comando elettromagnetico. Questa scheda, di forma circolare per poter essere installata anche direttamente sopra al freno, è in grado di gestire l’attivazione dello stesso anche in base alla velocità del relativo asse. Questa funzione è utile per prevenire cadute accidentali del braccio di una macchina di misura, evitando rischi di rottura per il probe o per la macchina stessa. Una funzione di attivazione in base alla posizione permette inoltre di bloccare la macchina automaticamente quando è a riposo appoggiata al proprio supporto.

La scheda può essere alimentata a 12Vdc ed azionare freni a 24V purchè di potenza non superiore ai 25W. Questa modalità di funzionamento è utile quando si voglia ottenere un pilotaggio del freno che economizzi al massimo la corrente di mantenimento. Come ulteriore vantaggio vi è il basso calore prodotto dal freno, che non va quindi ad incidere sulla precisione della macchina di misura perchè evita di causare dilatazioni termiche localizzate.

Gli ingressi ed uscite digitali presenti sulla scheda, permettono di collegare un pulsante di attivazione/disattivazione del freno ed un led di segnalazione dello stato.

L’utilizzo di tastatori elettronici di tipo Renishaw o equivalenti su macchine di misura a bracci articolati obbliga ad adottare alcuni accorgimenti per squadrare correttamente il segnale ed eliminare i rimbalzi prodotti dal contatto elettrico. La scheda Trigger è stata progettata per interfacciare questo tipo di tastatori.

In ingresso alla scheda si deve collegare il contatto normalmente chiuso del tastatore elettronico Renishaw ed in uscita si potrà prelevare un segnale di “latch” perfettamente squadrato e privo di rimbalzi che verrà collegato alle schede asse.

L’alimentazione a 5V viene fornita dalla scheda Master.