A mano a mano che i robot e le macchine diventano più sofisticati e sono chiamati a svolgere compiti più complessi, il controllo del movimento che definisce i loro spostamenti deve essere il più preciso possibile per evitare incidenti, prevenire guasti meccanici e garantire le altre elevate prestazioni richieste dalle applicazioni.

La sfida

Il cliente ha richiesto un controllo di precisione dell’asse rotante da includere nel fattore di forma del profilo più basso possibile per più articolazioni sequenziali del braccio robotico. I principali requisiti aggiuntivi comprendevano la riduzione al minimo della quantità di movimento necessaria all’avvio per la segnalazione della posizione assoluta e un cablaggio minimo di segnalazione per tenere al minimo la dimensione complessiva del braccio.

La soluzione

MicroE ha sviluppato una serie di moduli di encoder basati su PCB di dimensioni personalizzate con controllo FPGA e interfacce di comunicazione BiSS. Ciascun modulo è dotato di due testine di lettura standard ChipEncoder™ e di un disco con reticolo rotante Micro Motion Absolute™ (MMA). La tecnologia con reticolo MMA utilizza una traccia di conteggio incrementale standard da 40 micron, accoppiata a una traccia di riferimento in cui ogni indice è distanziato in modo univoco. Un solo piccolo movimento all’avvio consente di rilevare più indici di riferimento e la spaziatura misurata viene confrontata con una tabella di ricerca nel firmware per determinare la posizione assoluta.

I vantaggi

Il sistema calcola la media dell’uscita dei due encoder per garantire una maggiore precisione di rotazione, mentre la posizione assoluta viene determinata all’avvio con una rotazione assiale minima. Il protocollo di comunicazione seriale BiSS consente alle varie articolazioni robotiche successive di essere collegate in configurazione a margherita, senza ricorrere a cavi bus dedicati per ciascun asse, il che, insieme alle ridotte dimensioni del ChipEncoder, consente di ridurre le dimensioni complessive di ogni articolazione. La comunicazione seriale ad alta velocità (clock a 32 MHz, frequenza di aggiornamento di 1 μsec) garantisce un’elevata capacità di risposta dei robot ai comandi dell’operatore.

Specifiche

Diametro PCB20mm
Diametro delle righe15mm
Altezza totale del modulo13.8mm
Interfaccia serialeBiSS C
Frequenza di clock32 MHz
Frequenza di aggiornamento posizione1µsec
Risoluzione85,280 CPR (15.2 arc-sec; 73.7µrad)
Conteggio dei cavi5 doppini, 32 AWG