Velocità multidimensionale

La velocità multidimensionale descrive il movimento di un materiale lungo più direzioni, tipicamente gli assi x e y, con il riconoscimento del verso dello spostamento. È una grandezza importante nelle applicazioni dove il materiale non si muove solo in avanti, ma può cambiare direzione o presentare componenti di moto trasversali. Gli encoder ottici a correlazione misurano questo tipo di velocità senza contatto e in modo bidirezionale.

Questa pagina appartiene alla sezione Velocità e rotazione in movimento dei Controlli e approfondisce la misura della velocità in più direzioni.

Che cos’è la velocità multidimensionale

Mentre la velocità lineare considera il movimento lungo una sola direzione, la velocità multidimensionale tiene conto di più componenti del moto. In molte applicazioni industriali il materiale può spostarsi sia in direzione di avanzamento (x) sia in direzione trasversale (y), oppure invertire il senso di marcia. Misurare entrambe le componenti, e riconoscere il cambio di direzione, consente un controllo molto più completo del processo. Tuttavia, per farlo, serve un principio di misura capace di seguire il movimento in due dimensioni.

L’VLM60 impiega il metodo a correlazione: confrontando immagini successive della superficie, determina lo spostamento nelle direzioni x e y e riconosce il cambio di direzione. La misura resta valida anche a velocità nulla, senza una velocità minima.

Misura bidirezionale e riconoscimento del verso

Il riconoscimento del verso è essenziale nelle movimentazioni che prevedono avanzamenti e arretramenti, oppure oscillazioni del materiale. Un encoder a correlazione, misurando in x e y, distingue il senso del movimento e fornisce un dato corretto anche quando il materiale inverte la marcia. Di conseguenza è adatto ad applicazioni di posizionamento, avvolgimento e movimentazione complessa, dove una misura monodirezionale fornirebbe risultati ambigui. Ad esempio, nelle fasi di avvio e arresto la capacità di misurare fino a 0 m/s evita perdite di conteggio.

Vantaggi della misura multidimensionale

• Misura del movimento in direzione x e y
• Riconoscimento del verso e del cambio di direzione
• Misura fino a 0 m/s, senza velocità minima
• Senza contatto: nessuna usura né slittamento
• Sostituto diretto di ruote di misura ed encoder rotativi

Approfondimenti e prodotti

Il principio a correlazione alla base della misura multidimensionale è descritto in dettaglio nella pagina Doppler e correlazione ottica. Per le altre forme della velocità rimandiamo a Velocità di superficie e lineare e a Velocità e lunghezza materiali; per i casi pratici, alle Applicazioni e soluzioni.

Applicazioni della misura in più direzioni

La misura multidimensionale è utile in tutte le situazioni in cui il materiale non avanza semplicemente in linea retta. Tra gli esempi rientrano le movimentazioni con inversione di marcia, il posizionamento di precisione, l’avvolgimento con spostamento trasversale e la misura su superfici che possono oscillare. In questi casi conoscere le componenti x e y del movimento, e il loro verso, consente un controllo accurato che una misura monodirezionale non potrebbe garantire.

Correlazione ottica e robustezza

Il metodo a correlazione confronta immagini successive della superficie e ne calcola lo spostamento; è intrinsecamente bidirezionale e tollera bene superfici a contrasto variabile. Poiché impiega illuminazione a LED a luce bianca, non richiede le precauzioni di sicurezza tipiche dei sistemi laser e riduce il fenomeno dello speckle. Di conseguenza offre un’ottima combinazione di accuratezza e robustezza nelle condizioni reali di fabbrica, dove vibrazioni e variazioni di superficie sono la norma.

Integrazione e sostituzione di encoder

L’VLM60 mette a disposizione un’uscita encoder incrementale per ciascuna direzione di movimento, compatibile con i sistemi di conteggio esistenti, oltre a un’interfaccia bus di campo opzionale. In questo modo può sostituire direttamente ruote di misura ed encoder rotativi, anche nelle applicazioni multidimensionali, senza richiedere una riprogettazione del sistema di controllo. Il supporto tecnico RODER aiuta a definire la configurazione più adatta all’applicazione specifica.

Velocità nulla e cambi di direzione

Molte movimentazioni complesse prevedono fasi di arresto, ripartenza e inversione. In questi casi la capacità di misurare fino a 0 m/s e di riconoscere il verso del movimento è decisiva: evita perdite di conteggio e fornisce un dato corretto anche quando il materiale è fermo o cambia direzione. Una misura monodirezionale, al contrario, non distinguerebbe l’avanzamento dall’arretramento, generando errori nel conteggio della posizione o della lunghezza.

Superfici e ambiente

Il metodo a correlazione tollera superfici a contrasto variabile e, grazie all’illuminazione a LED, mantiene stabilità anche in presenza di riflessi o disomogeneità. Con grado di protezione IP 65 e dimensioni compatte, l’encoder ottico si integra facilmente in installazioni dove lo spazio è limitato, mantenendo prestazioni costanti nel tempo e riducendo la manutenzione rispetto alle soluzioni a contatto.

Configurazione e supporto

La definizione della distanza di lavoro, del montaggio e degli eventuali accessori dipende dall’applicazione multidimensionale specifica. Il supporto tecnico RODER affianca il cliente nella scelta e nell’integrazione, così da sfruttare al meglio la misura bidirezionale e il riconoscimento del verso, sia in sostituzione di encoder esistenti sia in nuove installazioni di posizionamento e movimentazione.

Misura multidimensionale e automazione avanzata

Nelle celle di automazione e nei sistemi di posizionamento, la misura del movimento in x e y con riconoscimento del verso fornisce un riferimento prezioso per il controllo. Combinata con la misura fino a 0 m/s, consente di gestire con precisione fasi di avvio, arresto e inversione, contribuendo a un controllo di processo accurato e a una documentazione affidabile della produzione, requisiti sempre più richiesti dall’industria connessa.

Domande frequenti