meccatronica - TU Chemnitz

MECCATRONICA
Modulo 5: componenti
meccatronici
Esercizi
(concetto)
Wojciech Kwaśny
Andrzej Błażejewski
Politecnico di Wroclaw,
Polonia
Concetto europeo per la Formazione Continua in Meccatronica di
personale esperto nella produzione industriale globalizzata
Progetto UE no. 2005-146319 „Minos“, durata dal 2005 al 2007
Progetto UE no. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 „MINOS++“, durata dal 2008
al 2010
Il presente progetto è finanziato con il
sostegno della Commissione europea.
L´autore è il solo responsabile di questa
pubblicazione (comunicazione) e la
Commissione declina ogni responsabilità
sull´uso che potrà essere fatto delle
informazioni in essa contenute.
www.minos-mechatronic.eu
Partners per la creazione, valutazione e diffusione dei progetti
MINOS e MINOS**.
-
Chemnitz University of Technology, Institute for Machine
Tools and Production Processes, Germany
np – neugebauer und partner OhG, Germany
Henschke Consulting, Germany
Corvinus University of Budapest, Hungary
Wroclaw University of Technology, Poland
IMH, Machine Tool Institute, Spain
Brno University of Technology, Czech Republic
CICmargune, Spain
University of Naples Federico II, Italy
Unis a.s. company, Czech Republic
Blumenbecker Prag s.r.o., Czech Republic
Tower Automotive Sud S.r.l., Italy
Bildungs-Werkstatt Chemnitz gGmbH, Germany
Verbundinitiative Maschinenbau Sachsen VEMAS, Germany
Euroregionala IHK, Poland
Korff Isomatic sp.z.o.o. Wroclaw, Polen
Euroregionale Industrie- und Handelskammer Jelenia Gora,
Poland
Dunaferr Metallwerke Dunajvaros, Hungary
Knorr-Bremse Kft. Kecskemet, Hungary
Nationales Institut für berufliche Bildung Budapest, Hungary
Christian Stöhr Unternehmensberatung, Germany
Universität Stockholm, Institut für Soziologie, Sweden
Articolazione del materiale didattico
Minos : moduli 1 – 8 (manuale, soluzioni e esercizi): Conoscenze
fondamentali/ competenze interculturale, gestione del progetto/
tecnica pneumatica/ azionamenti elettrici e controlli automatici/
componenti meccatronici/ sistemi meccatronici e funzioni/ attivazione,
sicurezza e teleservizio/ manutenzione remota e diagnosi
Minos **: moduli 9 – 12 (manuale, soluzioni e esercizi):
Prototipazione Rapida/ robotica/ migrazione/ Interfacce
Tutti i moduli sono disponibili nelle seguenti lingue: tedesco, inglese,
spagnolo, italiano, polacco, ceco e ungherese
Per ulteriori informazioni si prega di contattare
Dr.-Ing. Andreas Hirsch
Technische Universität Chemnitz
Reichenhainer Straße 70, 09107 Chemnitz
Tel.: + 49(0)0371 531-23500
Fax.: + 49(0)0371 531-23509
Email: [email protected]
Internet: www.tu-chemnitz.de/mb/WerkzMasch oder www.minos-mechatronic.eu
Componenti meccatronici
Minos
Indice:
1 Sensore ad induzione
1.1 Nozioni di base
1.2 Elementi costruttivi fondamentali
1.3 Sensori speciali
1.4 Alimentazione con corrente e principi di collegamento di sensori
1.5 Mezzi protettivi e sicurezza di sensori
2 Sensori capacitivi
2.1 Nozioni di base
2.2 Principio fisico
2.3 Funzionamento del sensore
2.4 Tipi di sensori capacitivi
2.5 Soppressione dei disturbi
3 Sensori ultrasonici
3.1 Principio fisico
3.2 Funzionamento dei sensori ultrasonici
3.3 Disturbi durante il funzionamento dei sensori
3.4 Sensori ultrasonici speciali
4 Sensori ottici
4.1 Elementi fotoelettrici
4.1.1 Principio fisico
4.1.2 Emettitori e rilevatori ottici
4.2 Tipi di sensori
4.3 Elaborazione dei segnali
4.4 Tipi speciali di sensori ottici
4.5 Tecnica di collegamento
5 Sensori magnetici
5.1 Nozioni di base
5.1.1 Il campo magnetico
5.1.2 Il contatto Reed
5.1.3 Effetti magnetici usati in sensori
5.2 Tipi di sensori magnetici
5.3 Sensori magnetici speciali
5.4 Principi di montaggio e applicazioni
4
4
5
7
10
12
13
13
14
15
16
17
18
18
20
23
24
25
25
26
27
29
31
33
35
36
36
36
37
38
40
42
44
Componenti meccatronici
Minos
1
Sensore ad induzione
1.1
Nozioni di base
Compito 1 Quale è la fonte del campo magnetico alternato in un sensore ad
induzione?
Come cambia l’energia accumulata nel circuito risonante?
Come vengono generate le oscillazioni nel circuito LC?
Come si possono mantenere costanti le oscillazioni del circuito
oscillante?
In quali condizioni ha luogo la risonanza nel circuito oscillante?
4
Componenti meccatronici
Minos
Quali condizioni vanno soddisfatte per generare oscillazioni nel
circuito LC?
1.2
Elementi costruttivi fondamentali
Compito 2 Com’è costituita la parte attiva del sensore?
Come avviene la misura della distanza fra l’oggetto e la bobina
in un sensore ad induzione?
Perché un sensore ad induzione dovrebbe avere un isteresi?
Che cos’è l’isteresi?
Quanto vale la frequenza di lavoro di un sensore ad induzione?
5
Componenti meccatronici
Minos
Quanto è ampio il raggio d’azione di un sensore ad induzione e
quali involucri si utilizzano?
Qual è il raggio d’azione nominale del sensore?
Con quale campione si valuta il raggio d’azione nominale?
Qual è il raggio d’azione reale del sensore?
Qual è il raggio d’azione garantito del sensore?
Da cosa dipende il raggio d’azione nominale del sensore?
Perché si usa un coefficiente di correzione per i sensori ad induzione?
6
Componenti meccatronici
Minos
In quale maniera la sensibilità del sensore dipende dalla sua
forma costruttiva?
Quale condizione si deve rispettare quando diversi sensori
schermati vengono installati vicini?
Quale condizione si deve rispettare quando diversi sensori non
schermati vengono installati vicini?
Qual è la frequenza massima di commutazione del segnale di
output?
Quale frequenza massima di commutazione ci si deve aspettare
quando viene usato un oggetto diverso dalla piastra standard?
7
Componenti meccatronici
Minos
1.3
Sensori speciali
Compito 3 Come funziona un sensore induttivo ad anello?
Quali limiti ci sono per la grandezza degli oggetti da individuare
mediante un sensore induttivo ad anello?
Ci sono delle prescrizioni per la traiettoria degli oggetti da rilevare con un sensore ad anello?
Quali conseguenze negative può avere l’influsso di forti campi
magnetici sui sensori ad induzione?
Come vengono protetti dai disturbi i sensori che lavorano in vicinanza di attrezzature per la saldatura?
8
Componenti meccatronici
Minos
Quali sensori non sono sensibili all’influsso di campi magnetici
esterni?
Faccia degli esempi di sensori che lavorano in condizioni difficili.
Quale caratteristiche devono avere i sensori che lavorano sotto
un alta pressione?
Come si riconosce la direzione di un movimento lineare con un
bistabile sensore ad anello?
Come funzionano i sensori ad induzione NAMUR?
9
Componenti meccatronici
Minos
Qual è la caratteristica tipica dei sensori NAMUR?
Quali condizioni devono essere rispettate se i sensori NAMUR
sono impiegati in una zona soggetta al pericolo di esplosione?
Qual è la differenza fra sensori standard e sensori analogici ad
induzione?
Di quali elementi consiste un sensore analogico induttivo?
10
Componenti meccatronici
Minos
1.4
Alimentazione elettrica e principi di collegamento dei sensori
Compito 4 Di quale entità possono essere le variazioni della tensione per i
sensori con alimentazione in corrente continua ?
Come si possono evitare picchi istantanei di tensione?
Quali configurazioni possono avere le uscite dei sensori che
vengono alimentati in corrente continua?
I sensori con alimentazione in corrente alternata possono essere
collegati direttamente con la rete a corrente alternata?
Ci può essere una corrente nel circuito di sensore con alimentazione in corrente alternata quando il sensore è spento?
11