I misuratori di velocità e lunghezza per cavi, fili e nastri sono strumenti industriali specializzati per il monitoraggio continuo della velocità lineare e della lunghezza totale di prodotti in movimento su linee di produzione. Sono fondamentali per il controllo di processo (regolazione della velocità di linea), per il calcolo di metrature di rotoli e bobine (essenziale per la commercializzazione di prodotti continui), per la sincronizzazione di stazioni di lavorazione in linea (taglio a misura, marcatura, stampa). Le tecnologie utilizzate sono il contatto con ruote di misura calibrate e il non-contact laser Doppler o tramite cross-correlazione di immagini.
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Ruote di misura
I sistemi a ruota di misura impiegano una o due ruote di precisione (con circonferenza calibrata, in genere 200 o 500 mm) montate su supporti meccanici con molla di pressione, che ruotano per attrito al passaggio del prodotto. Un encoder rotativo solidale alla ruota genera migliaia di impulsi per giro, da cui si calcolano velocità lineare (impulsi/secondo × circonferenza/impulsi per giro) e lunghezza totale (integrale degli impulsi). L’accuratezza tipica è di 0,1-0,5% sulla lunghezza, condizionata dallo slittamento (slip) tra ruota e prodotto. Lo slittamento è ridotto al minimo con ruote zigrinate, pressione meccanica corretta, e a volte con doppia ruota su lati opposti (con compensazione automatica dello slip).
Misuratori laser senza contatto
I misuratori laser non-contact utilizzano due principi: laser Doppler (la luce laser riflessa dal prodotto in movimento subisce uno shift di frequenza proporzionale alla velocità; il sensore confronta la luce emessa e quella riflessa per ricavare la velocità) o cross-correlazione di immagini (due telecamere o sensori posti a distanza nota acquisiscono le strutture superficiali del prodotto e calcolano lo spostamento per correlazione spaziale, ottenendo velocità). L’accuratezza è migliore dei sistemi a ruota (0,05% tipica), senza problemi di slittamento. Sono utilizzati per prodotti molto veloci, fragili o caldi dove il contatto è impraticabile.
Applicazioni
Le applicazioni principali sono: linee di trafilatura di fili e cavi (controllo di velocità e calcolo della lunghezza prodotta); linee di estrusione di tubi, profili, film plastici; linee di laminazione e taglio di lamiere (sincronizzazione del taglio a misura); produzione di nastri tessili, non tessuti, carta, cartone (controllo di velocità e calcolo metrature di rotoli); linee di stampa rotativa (sincronizzazione di stampa, taglio, sigillatura, marcatura); industria packaging (alimentazione di tappi, etichette, sleeves a velocità sincronizzata). La precisione della misura di lunghezza ha valore commerciale diretto, in quanto le forniture sono spesso vendute a metro lineare.
Integrazione di linea
I misuratori di velocità e lunghezza si integrano nei sistemi di controllo della linea attraverso interfacce digitali (Profinet, EtherCAT, Modbus) e analogiche (4-20 mA, 0-10 V). Trasmettono dati real-time al PLC di linea per: visualizzazione su HMI operatore, regolazione automatica della velocità della linea, sincronizzazione di stazioni di lavorazione (taglio, marcatura), calcolo automatico della lunghezza prodotta da inserire in etichette di rotolo e in certificati di lotto. L’integrazione con MES aziendali consente la tracciabilità completa: lunghezza prodotta per turno, per ordine, per operatore.
Norme e taratura
Per applicazioni commerciali (vendita di prodotti continui al metro lineare) si applicano norme di metrologia legale (OIML R124 per bilance di lunghezza, dove applicabile). La taratura periodica si esegue confrontando con riferimenti calibrati: per ruote di misura, con un cilindro di lunghezza nota fatto rotolare manualmente sotto la ruota; per sistemi laser, con riferimenti di lunghezza certificati ISO 17025. La frequenza di taratura tipica è semestrale o annuale per applicazioni commerciali.
Criteri di scelta
La selezione del misuratore di lunghezza e velocità dipende dal tipo di prodotto (rigido, flessibile, sottile, spesso, fragile), dalla velocità massima di linea, dalla precisione richiesta (in funzione dei requisiti commerciali o di processo), dalla disponibilità di accesso al prodotto per posa della ruota (per sistemi a contatto), dalle interfacce di integrazione con il sistema PLC, dalla manutenzione richiesta (le ruote si usurano e devono essere periodicamente sostituite o tarate).