Quale è il vero segreto che si nasconde dietro la tecnologia EnDAT di Heidenhain ® ?
Devo ammeterlo.
Forse ho un pò esagerato parlando di “segreto” ma l’automazione industriale vissuta per oltre 28 anni mi fa ancora sognare e immaginare che ci siano universi ancora tutti da scoprire come un bambino.
In realtà, non si chiamano “segreti” e non bisogna confonderli con quello che invece si chiama “conoscenza”, “studio”, “ricerca” applicata per anni e anni in migliaia di situazioni differenti nel campo della Automazione Industriale e della Robotica.
Questo è il vero segreto di HEIDENHAIN ® che offre sul mercato il protocollo digitale EnDAT 2.2.
Scopriamolo insieme.
Prima di iniziare questo articolo, è importante fare una doverosa premessa.
Questo articolo non ha la pretesa di sviscerare in un sol colpo tutti i concetti di elettronica che stanno dietro ad un determinato prodotto.
Sarebbe un tentativo maldestro e assolutamente non meritevole di affrontare concetti talvolta anche molto complessi e articolati che dovrebbero essere discussi in separata sede con il dovuto tempo e attenzione.
Tuttavia, come spesso accade in automazione industriale ed in particolare con i miei clienti che vivono quotidianamente il bordo macchina e l’impiantistica elettrica, ci si trova a discutere su argomentazioni di carattere generale per capire semmai perché si dovrebbe scegliere una tecnologia rispetto ad un’altra o semplicemente salire qualche gradino di conoscenza professionale senza necessariamente scomodare ogni volta un ingegnere elettronico.
Molto spesso è importante agire con quella che io definisco “semplificazione”, cioè la capacità di ricondurre aspetti complessi ad argomentazioni più semplici perché la tecnologia intesa nel senso più largo del termine è potenzialmente illimitata e spesso difficile da comprendere fino in fondo soprattutto quando si parla di Automazione Industriale e dove il mondo elettronico si fonde con quello meccanico in un unico concetto definito “meccatronica“.
In questo caso, nello specifico, parliamo di un problema abbastanza generalizzato e comune per un costruttore macchina… ovvero la possibilità di capire esattamente la posizione di un asse controllato.
Per farlo, tutti i costruttori usano tecnologie proprietarie che richiedono altissime velocità di acquisizione dovute al fatto che questi “pacchetti di dati” vengono trasmessi durante il normale funzionamento macchina e quindi non è importante solo riuscire a trasmetterli, ma soprattutto fare in modo che arrivino integri all’elettronica per essere elaborati successivamente.
Heidenhain ® da questo punto di vista ci ha visto giusto con il suo protocollo proprietario EnDAT 2.2 ®
Uno degli aspetti innovativi del protocollo EnDAT2.2 di Heidenhain ® è stato quello di poter fare diagnostica direttamente a bordo macchina, arrivando a parametrizzare in un solo colpo varie grandezze elettriche e fisiche che prima dovevano essere acquisite in modo diverso.
EnDAT2.2, giusto a ricordarlo è un metodo di trasmissione seriale ed è di tipo bidirezionale, in grado di trasmettere valori assoluti ed incrementali in modo sincrono con il segnale di clock attraverso 4 semplici fili.
A grandi linee, il funzionamento della trasmissione, prevede la spedizione di un “pacchetto dati” contenente una serie di informazioni allocate in memorie specifiche e richiamabili dall’esterno e interrogato in qualsiasi momento.
Le aree di memoria sono divise su base specifica ( solo a titolo di esempio per capire ) :
- area di memoria del costruttore : tipo di encoder lineare, angolare, monogiro, multigiro, numero impulsi, parametri di trasmissione, velocità massima consentita, risoluzione, numero di serie, ecc
- altra area di memoria: stato funzionamento con temperature, accelerazioni, diagnostica ed errori
- parametri OEM: esempio “etichetta elettronica”, tipo di meccanica e motore
Questa tecnologia porta notevoli vantaggi per un costruttore:
- interfaccia semplificata
- connessione semplice a 4 fili di bassa complessità
- diagnostica completa direttamente sul motore/encoder
- possibilità di memorizzare le condizioni operative della macchina
- riduzione dei costi macchina
- minori tempi e costi di intervento in caso di malfunzionamento
- protocollo di trasmissione digitale sicuro e affidabile oltre che ridondante
- misurazione di varie grandezze come temperature, tensioni, stato operativo in real time, valori di posizione, limit switch,
- possibilità di sostituzione rapida con memorizzazione dei dati e “targhetta elettronica”
- lettura di posizione ad altissima velocità che favorisce la modalità di calcolo del CNC ( grandissimo vantaggio nel caso di applicazione con macchine utensili e che ha fatto diventare Heidenhain ® uno dei principali protagonisti di questo settore ad altissima specializzazione )
- configurazione rapida
Dal punto di vista del cablaggio, per collegare e controllare un sistema EnDAT 2.2 serve un cavo schermato a 6 conduttori e lo schema è quello di figura 1:
( figura 1 )
Fonte : Heidenhain ®
Ma…( come era prevedibile ) … Cosa ha fatto HEIDENHAIN ® ?
Quale grande produttore di Motori e Azionamenti di alta tecnologia, ha integrato tutto il sistema di collegamento con un unico CAVO IBRIDO OCT ( One Cable Technology ) denominato HMC6, mettendo insieme il controllo del motore e il segnale Encoder.
Il cavo ibrido ( cablato ) risultante si presenta con il connettore di figura 2 :
( figura 2)
Fonte: Heidenhain ®
Il cavo specifico per questo tipo di applicazione si definisce IBRIDO proprio per il fatto di riunire in una unica soluzione, sia il controllo motore con le fasi di alimentazione, che il freno e l’encoder su protocollo EnDAT 2.2.
La formazione è la seguente e puoi vedere un esempio costruttivo in figura 3 :
( 3×1,5 ) + 1×1,5 + 2×1 + (2×0,24+4×0,09)
( figura 3 )
dove :
i 6 fili (2×0,24+4×0,09) sono destinati al segnale EnDAT 2.2
i 2 fili (2×1) sono destinati al freno
i 4 fili ( compreso G/V ) 4G1,5 sono destinati al controllo motore
Il cavo può essere disponibile sia con guaina in PVC che PUR ( Poliuretano ) per usi gravosi in catena portacavi e fino a 600 metri/min di velocità di traslazione.
Recentemente, HEIDENHAIN ® ha introdotto uno sviluppo ulteriore del protocollo con EnDAT3 ® ( compatibile con il precedente EnDAT2.2 ®) che concettualmente sfrutta una migliore larghezza di banda con tempi ciclo addirittura più brevi e un cablaggio semplificato a 2 fili invece che 6.
La trasmissone EnDAT in questo caso viaggia su soli 2 fili dove alimentazione e segnale viaggiano sfruttando lo stesso doppino. Il cablaggio si chiama HMC2.
Un appunto tecnico importante :
Nel caso di collegamenti molto lunghi, in abbinata a frequenze di Clock molto elevate, il ritardo di propagazione può essere elevato, tanto che Heidenhain ® ha dovuto pensare ad un sistema di compensazione per controllare e misurare questo effetto.
E’ chiaro quindi che tutta la filiera di produzione ( da chi produce il cavo e sceglie i materiali, a chi ne definisce i parametri costruttivi, a chi cabla successivamente il cavo ) deve essere prima di tutto certificata ed estremamente rigorosa nelle procedure operative.
Se vuoi saperne di più e capire come posso aiutarti a trovare la soluzione di cablaggio migliore per te, ti invito a contattarmi SUBITO.
Insieme valuteremo il tipo di applicazione che devi fare e il modo migliore per fare un cablaggio sicuro senza problemi, usando esclusivamente materiali certificati.
In pochissimo tempo, ti aiuterò a trovare la soluzione migliore per risolvere qualsiasi tua esigenza di cablaggio elettrico a Bordo Macchina, sollevandoti dai rischi di una scelta errata, che potrebbe compromettere per sempre l’immagine e il portafoglio della tua azienda
Nel frattempo, se vuoi, puoi scaricare il DATASHEET dei nostri CAVI IBRIDI OCT dedicati anche al mondo EnDAT 2.2 di Heidenhain ® e degli altri costruttori di servomotori direttamente dall’area di download, cliccando sul pulsante qua sotto:
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