Sensori per reach stacker
Sul reach stacker TSM Sensors usa l'encoder a filo CET12 per due misure del braccio (boom): la posizione di estensione e l'inclinazione. Il CET12 esiste in versione CANopen e in versione analogica, e le due versioni non coprono le stesse misure: solo la CANopen si può ordinare con l'inclinometro integrato. I valori che seguono vengono dai datasheet dei due modelli.
Come il CET12 misura l'estensione del braccio
Il CET12 funziona come ogni encoder a filo. Dentro il corpo c'è un tamburo montato su cuscinetti, sul quale è avvolto un cavo. Il corpo si fissa sulla parte fissa della struttura, il cavo si aggancia con un occhiello alla parte che si muove. Quando il braccio si allunga il cavo si svolge e fa ruotare il tamburo: il sensore legge l'angolo del tamburo a effetto Hall e lo converte in spostamento lineare. La misura è assoluta.
Il cavo è in acciaio AISI 304 rivestito in nylon, ha un diametro di 0,8 mm e un carico di rottura tipico di 300 N. Il tamburo ha una circonferenza di 308 mm. Per estrarre il cavo serve una forza tipica di 9 N; la forza di richiamo è di circa 4,5 N e si riduce alle basse temperature.
L'inclinazione del braccio con l'inclinometro integrato
Il CET12 CANopen si può ordinare con un inclinometro a un asse integrato (architettura IR nel codice d'ordine). L'inclinometro rileva la variazione d'angolo attorno all'asse perpendicolare al piano di installazione, quindi lunghezza e angolo arrivano dallo stesso sensore e sulla stessa rete CANopen. Ha risoluzione di 0,1°, accuratezza di ±0,3° a 25 °C e una deriva termica tipica di ±0,01° per grado. Da configurazione si impostano il campo di uscita (0-360° oppure ±180°), il verso di rotazione, il punto zero e la banda del filtro in uscita.
Nella versione CANopen le misure sono ridondanti in tutte e due le architetture: con l'opzione X è ridondante la sola misura lineare, con l'opzione IR anche quella d'inclinazione. Un'unica unità logica acquisisce le misure e le pubblica su uno o più PDO, secondo la mappatura scelta.
Il CET12 Analog non ha l'inclinometro e misura soltanto la lunghezza.
CET12 CANopen o CET12 Analog
Molto dipende da come è fatta l'elettronica della macchina. Il CET12 CANopen è conforme al profilo CiA DS301, si ordina anche in versione CANopen Safety e ha una risoluzione di 0,1 mm. L'alimentazione si sceglie fra 9-30 V DC e 8-36 V DC; la conformità al regolamento UNECE n. 10 R06 vale solo per la seconda. Per il collegamento ci sono la flangia M12 a 5 poli e il connettore Deutsch DT04-6P su cavo PUR da 70 cm, anche con resistenza da 120 Ω. Il firmware si aggiorna con il bootloader proprietario TSM.
Il CET12 Analog va invece collegato a ingressi analogici. L'uscita può essere 0,5-4,5 V, 0-5 V, 0-10 V o 4-20 mA, ciascuna anche in versione ridondante a due canali, con segnali diretti o incrociati. Le uscite 0,5-4,5 V e 0-5 V si alimentano a 9-30 V DC, le uscite 0-10 V e 4-20 mA a 12-30 V DC. La risoluzione è di 15 bit e il connettore è una flangia M12 a 5 poli. All'accensione la versione analogica è pronta in meno di 400 ms, la CANopen in meno di 1,5 secondi.
Campo di misura e vita del cavo
Il CET12 CANopen misura fino a 8, 10 o 12,5 m; il CET12 Analog ha anche la taglia da 6 m. Per scegliere la lunghezza conviene guardare anche la vita dichiarata. A 25 °C il datasheet indica 500.000 cicli per le taglie da 8 e 10 m e 200.000 per quella da 12,5 m, riferiti a cicli di lavoro fra il 20 e l'80% del fondo scala. Per la taglia da 6 m il valore non è riportato. Linearità e ripetibilità sono di ±0,6% del fondo scala in tutte e due le versioni.
Nel disegno dell'installazione vanno rispettati due limiti: il cavo non va estratto a più di 1 m/s e non va portato oltre l'estensione massima, perché si danneggiano filo e meccanica. Il corpo si fissa con quattro viti M5, con coppia di serraggio massima di 2,5 Nm.
Resistenza e sicurezza funzionale
Il corpo è in policarbonato rinforzato con fibra di vetro e pesa circa 1 kg. Il vano dell'elettronica ha grado di protezione IP67 secondo EN 60529, e la temperatura di esercizio va da -40 a +85 °C. Tutte e due le versioni sono provate a urti di 50 G (EN 60068-2-27) e a vibrazioni di 10 G fra 10 e 500 Hz (EN 60068-2-6). Per la versione CANopen il datasheet aggiunge le prove secondo ISO 19014-3:2018, sia su urti e vibrazioni sia sulla compatibilità elettromagnetica.
Il CET12 CANopen è disponibile anche con approvazione SIL2/PLd. La versione standard, precisa il datasheet, non è un componente di sicurezza ai sensi della Direttiva Macchine 2006/42/CE. Quale delle due usare dipende dai requisiti di sicurezza funzionale fissati per la macchina.
CET12 CANopen e CET12 Analog a confronto
| CET12 CANopen | CET12 Analog | |
|---|---|---|
| Misure sul braccio | Estensione; inclinazione con opzione IR | Estensione |
| Campo di misura lineare | 8, 10 o 12,5 m | 6, 8, 10 o 12,5 m |
| Risoluzione | 0,1 mm | 15 bit |
| Linearità e ripetibilità a 25 °C | ±0,6% FS | ±0,6% FS |
| Inclinometro | Opzionale, a un asse, ±0,3° a 25 °C | Non previsto |
| Uscita | CANopen (CiA DS301), CANopen Safety | 0,5-4,5 V, 0-5 V, 0-10 V, 4-20 mA, anche ridondanti |
| Alimentazione | 9-30 V DC o 8-36 V DC | 9-30 V DC o 12-30 V DC, secondo l'uscita |
| Connettori | Flangia M12 5 poli, Deutsch DT04-6P su cavo da 70 cm | Flangia M12 5 poli |
| Tempo di avvio | Meno di 1,5 s | Meno di 400 ms |
| Vita a 25 °C (cicli 20-80% FS) | 500.000 (8-10 m), 200.000 (12,5 m) | 500.000 (8-10 m), 200.000 (12,5 m) |
| Versione SIL2/PLd | Disponibile | Non prevista nel codice d'ordine |
| Protezione e temperatura | IP67 (vano elettronica), da -40 a +85 °C | IP67 (vano elettronica), da -40 a +85 °C |
| Peso | Circa 1 kg | Circa 1 kg |
Il CET12 su altre macchine
Lo stesso feedback di estensione e inclinazione del boom il CET12 lo dà sulle piattaforme aeree semoventi e sui telehandler. TSM lo usa anche per la posizione del martello nei battipalo, per il feedback del telone sui semirimorchi ribaltabili e per l'estensione dei boom nautici (tender boom).
Quando sulla macchina serve una misura che il catalogo standard non copre, TSM sviluppa 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.