Sensori per carrelli laterali (sideloader)

Il carrello laterale, o sideloader, prende e deposita il carico di lato rispetto al senso di marcia. Fra le grandezze che la centralina deve conoscere, due hanno un sensore TSM Sensors dedicato: la posizione di sollevamento e delle forche, letta dall'encoder a filo CET5, e l'angolo dello sterzo, letto dall'encoder rotativo senza contatto RTS100.

I due sensori funzionano e si montano in modo diverso. I valori riportati qui sotto vengono dai rispettivi datasheet.

Sollevamento e forche con l'encoder a filo CET5

Sul sideloader il CET5 dà il feedback di posizione degli organi di sollevamento e delle forche. Il corpo del sensore si fissa sulla struttura, mentre il cavo si aggancia con un occhiello alla parte che si muove. Svolgendosi, il cavo fa ruotare un tamburo montato su cuscinetti: il sensore legge l'angolo del tamburo con tecnologia a effetto Hall e lo converte in spostamento lineare. La misura è assoluta, quindi all'accensione la posizione è già nota, con un tempo di avvio inferiore a 1,5 secondi.

La corsa massima è di 5 metri, con risoluzione di 0,1 mm. A 25 °C il datasheet dichiara una linearità di ±0,5% del fondo scala e una ripetibilità di ±0,3%. Il cavo è in acciaio AISI 304 con rivestimento in nylon, da 0,9 mm di diametro.

Quando si disegna l'installazione vanno rispettati due limiti: il cavo non va estratto a più di 1 m/s, e superare l'estensione massima danneggia filo e meccanica. La vita dichiarata è di 500.000 cicli a 25 °C, riferita a cicli di lavoro fra il 20 e l'80% del fondo scala. È il valore da confrontare con i cicli che la macchina farà nella sua vita utile.

Il CET5 si può ordinare anche con un inclinometro integrato a un asse (risoluzione 0,1°, accuratezza ±0,3° a 25 °C), che pubblica l'angolo sulla stessa uscita CANopen della lunghezza. L'opzione si sceglie nel codice d'ordine.

Controllo dello sterzo con l'RTS100

Per lo sterzo TSM usa l'RTS100, un encoder magnetico assoluto monogiro. Non ha albero: un magnete va montato in testa all'elemento che ruota, il sensore si fissa davanti e ne legge la posizione angolare a effetto Hall. Fra i due non c'è contatto, e per questo il datasheet indica una vita attesa praticamente infinita.

La misura copre 360°, con risoluzione predefinita di 0,01° (selezionabile anche a 0,1° o 1°) e linearità di ±0,5° a 25 °C. Il corpo ha una flangia da 50 mm e pesa circa 60 grammi. L'avvio richiede meno di 1 secondo.

Senza un giunto meccanico, la precisione dipende molto dal montaggio. Il datasheet fissa queste regole:

• distanza assiale fra magnete e sensore (air gap) fra 1 e 4 mm, consigliata 2 mm
• disallineamento radiale massimo di ±1 mm, consigliato 0 mm
• magnete non inserito in un supporto ferromagnetico e non a stretto contatto con superfici ferromagnetiche
• sensore fissato con viti M4 in acciaio inox amagnetico, per esempio AISI 316, con coppia massima di 2,5 Nm
• ogni sensore montato con il magnete della propria confezione

Il magnete si ordina in quattro versioni: rotore standard per un albero consigliato da 12 mm, magnete a vite M8, magnete a vite M7 e magnete da 10 x 2 mm. Il punto zero non è marcato e cambia da un'unità all'altra, quindi va impostato con un comando dopo l'installazione sulla macchina. Il verso di conteggio invece si decide in fase d'ordine: i due canali di misura possono contare in senso orario o antiorario, nello stesso verso o in versi opposti.

Su richiesta l'RTS100 integra anche un inclinometro MEMS, a uno o due assi, con accuratezza statica di ±0,3° a 25 °C.

Il datasheet raccomanda l'RTS100 per le applicazioni rilevanti per la sicurezza e lo prevede in versione CANopen Safety con approvazione SIL2/PLd. La versione standard, precisa lo stesso documento, non è un componente di sicurezza ai sensi della Direttiva Macchine 2006/42/CE. La scelta fra le due dipende dai requisiti di sicurezza funzionale fissati per la macchina.

CET5 e RTS100 a confronto

Uscite, alimentazione e connettori

Tutti e due i sensori hanno uscita CANopen conforme al profilo CiA DS301 e si possono ordinare in versione CANopen Safety. L'RTS100 esiste anche con CANopen con diagnostica e con SAE J1939. L'alimentazione si sceglie fra 9-30 V DC e 8-36 V DC, e il firmware di entrambi si aggiorna con il bootloader proprietario TSM.

I connettori cambiano da un modello all'altro. Il CET5 ha flangia M12 a 5 poli, M12 su cavo PUR da 30 cm, Deutsch DT04-6P su cavo da 70 cm (anche con resistenza da 120 Ω) e Deutsch DT04-4P. L'RTS100 aggiunge, fra le altre, le versioni Molex Micro-Fit a 6 poli, M8 a 5 poli e cavi da 60 o 100 cm con connettore DT04-6P da assemblare dopo l'installazione. Non tutte le combinazioni del codice d'ordine sono disponibili, e i datasheet chiedono di confermarle con TSM prima dell'ordine.

Gli stessi sensori su altre macchine

Il CET5 dà lo stesso feedback di posizione di sollevamento e forche sui sollevatori telescopici e sulle gru a cavaliere. L'RTS100 controlla lo sterzo anche su mietitrebbie, irroratrici e porta attrezzi autonomi.

Per le misure che non rientrano in questi due casi TSM sviluppa anche soluzioni personalizzate, e il team tecnico affianca il costruttore nella scelta del modello e durante le prove di convalida. Per parlare di un progetto si può scrivere dalla pagina contatti.