Macchine di ispezione farmaceutica

Dicembre 2014

Spesso si è portati a credere che la scelta del motion control per una macchina automatica sia legata esclusivamente alle funzionalità che esso possiede: possibilità di gestire camme elettroniche piuttosto che cinematiche particolari, funzioni di controllo numerico o di taglio al volo. Questo è corretto in linea di principio, ma non è sempre l’elemento discriminante per la scelta.
Nell’esperienza che andremo a raccontare, ad esempio, l'architettura di controllo è stata decisa dalla “geometria” della macchina più che dalle funzionalità di motion richieste. Nei sistemi di ispezione farmaceutica infatti la configurazione “a giostra” delle macchine ha imposto l'utilizzo di un giunto elettrico (modello SRH-180 di Servotecnica) ad elevato diametro per la trasmissione della potenza e dei comandi di movimento a bordo giostra, dove sono posizionati anche gli azionamenti.
La versione base di questa macchina automatica prevede ventiquattro motori che devono muoversi perfettamente sincroni tra di loro e devono essere legati alla posizione angolare della giostra (encoder master). Per garantire la sincronizzazione degli assi abbiamo impiegato un bus EtherCAT, ad oggi il più veloce, standard e aperto che offre il mercato. E’ proprio la sua elevata velocità che ha caratterizzato la scelta tecnica del controllo.
Quando si trasmettono segnali ad alta frequenza (i 100Mbit/s di EtherCAT o i Gbit/s di un segnale video) l’impedenza dell’elemento di trasmissione è fondamentale. Nel nostro caso il collettore, facendo parte della catena trasmissiva, contribuisce anche alla sua impedenza. Un giunto elettrico da 180 mm di diametro ha una elevata resistenza, che non consente di trasmettere segnali a 100Mbit/s in modo affidabile. Per questo motivo abbiamo separato il controllo macchina (posto a terra) dal controllo assi (portato a bordo giostra) collegandoli attraverso una rete Ethernet a 10Mbit/s, più consona alla geometria del collettore (ovvero alla sua impedenza elettrica).
In questo modo la sincronizzazione stretta degli assi è garantita dalla rete EtherCAT di bordo macchina, mentre il segnale encoder master e le variabili di alto livello sono passate tramite Ethernet con protocollo veloce ADS.
Altro aspetto fondamentale nella scelta del sistema di controllo è stato l’estrema compattezza sia degli azionamenti che del controllo utilizzati. Per le macchine di ispezione di grosse provette abbiamo utilizzato motori brushless da 200Watt con azionamento Gold Whistle di Elmo, mentre per le provette più piccole si è potuto utilizzare il motore con elettronica integrata da 100Watt, serie Pegasus di LS Mecapion. Quanto al controllo assi la scelta è ricaduta sulla soluzione Gold Maestro (G-MAS) di Elmo, unica per le sue dimensioni compatte (115 x 75 x 25 mm).

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