Modulo Rotativo Magnetostrittivo

La magnetostrizione è definita come quel fenomeno fisico in cui determinati materiali subiscono cambiamenti di forma o dimensione quando entrano in un campo magnetico. La ragione per cui accade è che i domini magnetici si riallineano all'interno del materiale, ottenendo un allungamento o una contrazione sotto l'effetto del magnetismo. È un principio fondamentale di tutti gli usi dei sensori di precisione.

Il Modulo Rotatorio Magnetostrittivo si basa su un metodo di effetto molto simile utilizzato per la misurazione molto accurata e affidabile delle posizioni rotazionali. Il modulo generalmente dispone di un sensore magnetostrittivo e di un magnete di posizionamento. Quando l'albero ruota, il magnete si muove lungo un percorso predeterminato. Il sensore rileva la posizione del campo magnetico e la converte in un segnale elettrico, che corrisponde alla posizione angolare.

Il rilevamento con questo metodo è una procedura senza contatto che risulta in usura minima, assicura una durata molto lunga e offre prestazioni molto buone in condizioni impegnative. L'encoder rotatorio magnetico è ampiamente utilizzato nell'automazione industriale, nella robotica e in macchine in cui è richiesta una misurazione accurata degli angoli.

I vantaggi più importanti di questi sistemi diventano ancora più evidenti negli ambienti industriali estremi o rigorosi. I principi magnetici o fotonici semplici sostituiscono il contatto con i sensori tradizionali: i sistemi senza contatto rilevano la posizione e minimizzano l'usura meccanica; pertanto, prolungano la durata dell'apparecchiatura.

Un modulo rotativo magnetostrittivo è un feedback senza contatto che consente il rilevamento accurato e affidabile della posizione senza il movimento effettivo di una parte. Tale caratteristica è utile in ambienti che sperimentano polvere, umidità, vibrazione, variazioni di temperatura o sostanze chimiche, che sono sfavorevoli per i sensori convenzionali che durano più a lungo di pochi mesi.

I principali vantaggi sono:

• Maggiore durabilità: tra le parti.
• Maggiore accuratezza e stabilità: la misurazione del tempo non è influenzata anche quando sottoposto ad ambienti avversi.
• Bassa manutenzione: manutenzione meno frequente, poiché le parti mobili sono ridotte.
• Prestazioni affidabili: funziona anche in caso di detriti, sostanze oleose o condizioni di temperatura estrema.

Con l'introduzione del Modulo Rotativo Magnetostrittivo, i produttori e gli ingegneri avranno una maggiore sicurezza nella coerenza delle prestazioni con meno tempi di inattività e una minore durata dell'apparecchiatura in applicazioni critiche grazie al feedback senza contatto.

La tecnologia magnetostrittiva è importante per le industrie che richiedono questa tecnologia principalmente in segmenti applicativi di fascia alta dove è necessaria la rilevazione di posizione accurata, affidabile e senza contatto in condizioni molto difficili. È una delle tecnologie più antiche e precise per soddisfare le esigenze di applicazioni molto esigenti in un'ampia varietà di settori industriali.

Alcune aree di applicazione principali per le tecnologie magnetostrittive sono:

1) Automazione industriale:

Misurazione del movimento angolare durante il funzionamento della parte rotante nei macchinari mediante misurazione induttiva per garantire che ciò avvenga in modo altamente accurato ed efficiente.

2) Robotica:

Elaborazione del feedback di posizionamento diretto per gli angoli dei giunti e per il movimento, specialmente nel controllo di apparecchiature robotiche. Gli angoli dei giunti forniscono feedback diretto per il controllo del robot.

3) Movimentazione e confezionamento dei materiali:

Controllo fluido dell'errore di movimento in ambienti di produzione ad alta velocità.

4) Attrezzature pesanti e veicoli fuoristrada:

Eccezionalmente affidabili in condizioni di sporcizia, vibrazione e temperature estreme; ben adatti a equipaggiamento da costruzione, mining e agricoltura.

5) Sistemi di energia rinnovabile:

Possono essere utilizzati per misurare e controllare angoli altamente precisi dei componenti in sistemi di inseguimento solare o turbine eoliche.

6) Industrie marine e aerospaziali:

Funziona in modo affidabile dove l'accessibilità alla manutenzione è difficile e le condizioni difficili sono spesso la norma.

Un tale modulo rotante magnetostrittivo consente a molte sorgenti senza contatto di utilizzare il modulo in applicazioni che spaziano dall'alta affidabilità a una durata di servizio molto lunga, mantenendo l'accuratezza indipendentemente dall'ambiente delle strutture. Quindi, contribuisce a migliorare l'efficacia del sistema con meno tempi di inattività e rende l'automazione più intelligente.

Grazie ai moduli rotativi magnetostrittivi, è possibile ottenere misurazioni di posizione senza contatto con elevata precisione. Questo li rende ideali per applicazioni in cui il sistema di misura deve operare in ambienti difficili senza compromettere durata o stabilità nel lungo periodo. Presentano inoltre caratteristiche specifiche che comportano vantaggi e svantaggi rispetto ai sensori tradizionali, come encoder ottici e resolver.

Confronto delle prestazioni:

• Accuratezza e risoluzione: Gli encoder ottici offrono generalmente una risoluzione superiore, soprattutto nelle applicazioni digitali. Tuttavia, i moduli magnetostrittivi garantiscono comunque un’elevata precisione, con il vantaggio di un’assenza di contatto che riduce l’usura e le derive nel lungo termine.
• Durata e manutenzione: I sensori magnetostrittivi non presentano parti in movimento né contatto diretto tra gli elementi di rilevamento. Questo rappresenta un vantaggio negli ambienti industriali gravosi, dove gli encoder possono essere sensibili a polvere e usura meccanica, mentre i resolver possono richiedere ricalibrazioni.

Sebbene i resolver siano noti per la loro robustezza, i moduli magnetostrittivi offrono prestazioni eccellenti in ambienti sporchi, umidi o soggetti a forti vibrazioni.

I moduli rotativi magnetostrittivi forniscono sia uscite analogiche che digitali, consentendo un’integrazione semplice e fluida nei sistemi di controllo moderni. Sebbene gli encoder offrano protocolli più avanzati (come SSI, BiSS, ecc.), i moduli magnetostrittivi sono preferiti quando affidabilità e semplicità di integrazione sono più importanti rispetto a feedback ad altissima velocità.

I moduli rotativi magnetostrittivi sono ampiamente utilizzati nell’automazione industriale, nella robotica e nei macchinari, dove il rilevamento senza contatto, la robustezza e l’affidabilità a lungo termine sono fondamentali. Offrono ottime prestazioni in ambienti difficili e richiedono una manutenzione minima, rappresentando un investimento intelligente per applicazioni di rilevamento della posizione rotativa. Mentre gli encoder sono preferiti quando è necessaria una risoluzione estremamente elevata e i resolver in ambiti militari o aerospaziali, i moduli magnetostrittivi trovano la loro applicazione ideale nell’automazione industriale e nella robotica.

• Funzionamento senza attriti: La tecnologia magnetostrittiva fornisce movimento rotatorio senza contatto con usura ultra-bassa e lunga durata.
• Alta risoluzione e ripetibilità: Ideale per applicazioni che richiedono un controllo rotazionale di alto livello con retroazione.
• Design modulari compatti: Il design modulare si adatta a progetti meccanici piccoli e stretti o configurazioni multi-asse.
• Ingegnerizzato per ambienti difficili: Prestazioni coerenti sotto carichi d'urto, vibrazioni e variazioni di temperatura.
• Prestazioni personalizzate: Ogni modulo rotativo magnetostrittivo personalizzato può essere ottimizzato per carico, velocità e integrazione.
• Assistenza tecnica: Norck Robotics fornisce assistenza dalla selezione dell'attuatore all'integrazione del sistema per il miglior utilizzo delle prestazioni di movimento.