I sensori magnetici multigiro che sfruttano l'effetto GMR (magnetoresistenza gigante) funzionano senza contatto, forniscono valori di posizione assoluti, non richiedono una corsa di riferimento e non hanno bisogno di un'alimentazione o di una batteria tampone per rilevare le rotazioni. In molte applicazioni mobili e industriali, rappresentano quindi una pratica alternativa ai potenziometri multigiro o agli encoder ottici.
Questi sensori versatili sono ora utilizzati anche nella robotica, ad esempio nei robot per le unità militari o di polizia, utilizzati per rilevare le minacce di bombe, ad esempio.

Per molte applicazioni, i sensori angolari multigiro basati su principi funzionali convenzionali sono piuttosto inadatti, ad esempio perché richiedono un'alimentazione permanente, lavorano con ingranaggi soggetti a usura o sono troppo complessi e quindi troppo costosi per il settore di applicazione. Per ovviare a questa situazione, Novotechnik ha integrato la tecnologia GMR per il rilevamento della rotazione nei sensori multigiro della serie RSM-2800. I sensori senza contatto possono rilevare e memorizzare da 2 a 16 giri senza alimentazione esterna e batteria tampone, e il valore può essere impostato. La risoluzione dell'interfaccia analogica è di 16 bit. Sono possibili velocità fino a 800 giri/min. Utilizzando le interfacce digitali (SSI, SPI), è possibile ottenere una risoluzione totale fino a 18 bit (angolo e rotazione). I sensori sono anche
estremamente precisi. le tipiche deviazioni di linearità sono inferiori allo 0,05% sull'intero campo di misura. Poiché i sensori sono anche molto robusti, possono essere utilizzati anche in un'ampia gamma di applicazioni fuoristrada. Nel manipolatore di precisione telemax PRO, ad esempio, della Telerob Gesellschaft für Fernhantierungstechnik mbH, rilevano la posizione delle cosiddette pinne su cui si muove il robot telecomandato.

Un genio universale con una lunga portata

"Il nostro telemax PRO può essere definito un genio universale grazie alle sue capacità di arrampicarsi e superare ostacoli, all'ampio raggio d'azione del manipolatore e alla sua altezza, nonché ai numerosi strumenti
di cui dispone", spiega il Dr. Andreas Ciossek, Product Manager di Telerob. Andreas Ciossek, Product and Innovation Manager di Telerob.
Il versatile dispositivo è molto compatto, con dimensioni di trasporto di 800 mm di lunghezza, 400 mm di larghezza e 750 mm di altezza. Senza la batteria, pesa al massimo 77 kg e raggiunge una velocità di 10 km/h nella versione ad alta velocità.
A seconda della superficie, può affrontare pendenze fino a 45°, superare ostacoli o scale alte 500 mm, superare trincee larghe 600 mm e spostare carichi fino a 20 kg con il suo manipolatore a 7 assi. Tutto ciò rende il telemax PRO un aiuto ideale quando si tratta di raggiungere oggetti potenzialmente pericolosi in posizioni difficili in caso di pericolo di bomba, ad esempio nei vani bagagli o sotto i sedili degli aerei.

Le complesse sequenze di movimento, ad esempio per l'apertura di porte o bagagli, possono essere comodamente controllate tramite il sistema di controllo Tool Centre Point, soprattutto perché quasi tutte le sequenze di movimento tipiche sono pre-programmate. "Anche il magazzino utensili con cambio utensile automatico è pratico.
L'operatore non deve spostare il robot se, ad esempio, è necessario un utensile diverso in loco", continua Ciossek. "In questo modo si risparmia tempo, il che è molto comodo per chi è colpito dalla chiusura di un aeroporto o di una stazione ferroviaria, ad esempio".

Rilevamento preciso della posizione per la guida a distanza

La posizione del flipper, ovvero la struttura composta da ruote motrici e cingoli, deve essere rilevata con precisione in modo che il telemax PRO possa essere spostato in modo mirato sul luogo di utilizzo. Questo compito è svolto dai sensori magnetici multigiro di Novotechnik, installati su ciascuno dei quattro assi di trasmissione. Per questa applicazione non è necessario un multigiro, ma il telemax PRO si è rivelato la scelta giusta. A causa delle dimensioni compatte del veicolo, lo spazio di installazione è molto limitato.
Pertanto, i sensori non sono stati montati sul retro dell'asse delle ruote, come avviene normalmente, ma sono stati spostati lateralmente per risparmiare spazio di installazione. A questo scopo, il diametro dell'asse viene tradotto in una ruota dentata significativamente più piccola per il sensore. Un giro dell'asse della ruota motrice diventa quindi, ad esempio, sei giri, che il sensore conta per il rilevamento esatto della posizione.

La scelta del sensore giusto non è stata facile per gli specialisti della tecnologia di movimentazione a distanza; sono state testate diverse alternative. "Alla fine, sono state molte le ragioni a favore dell'RSM-2800", riassume Ciossek. "È molto fluido e, con le funzioni che volevamo, è il prodotto più piccolo e anche più economico che abbiamo trovato sul mercato". Con
un diametro di soli 28 mm, è stato facile integrarlo". Anche il principio funzionale era adatto all'applicazione:

Grazie all'effetto GMR, il numero di giri può essere memorizzato senza corrente

Il multigiro funziona su base micromagnetica e sfrutta l'effetto GMR (magnetoresistenza gigante). Questo effetto si osserva in strutture costituite da strati sottili alternati magnetici e non magnetici con uno spessore di pochi nanometri. L'effetto significa che la resistenza elettrica della struttura dipende dall'orientamento reciproco della magnetizzazione degli strati magnetici; è significativamente più alta con magnetizzazione in direzioni opposte che con magnetizzazione nella stessa direzione. Questa differenza può essere utilizzata per rilevare e memorizzare simultaneamente le rotazioni utilizzando un elemento sensore appositamente progettato con diversi segmenti di resistenza, anche in stato di diseccitazione. Il valore di posizione viene emesso, ad esempio, come segnale SSI. Sono disponibili varianti con interfaccia digitale SPI o analogica.

L'RSM-2800 è anche molto robusto e quindi ideale per l'uso con il telemax PRO. Soddisfa i requisiti della classe di protezione IP67, ovvero è resistente alla polvere e protetto contro l'immersione temporanea. Non ci sono quindi problemi quando il manipolatore lavora all'aperto sotto la pioggia o attraversa una pozzanghera. Anche gli urti e le vibrazioni non ne compromettono il funzionamento. L'alloggiamento del sensore è realizzato in plastica di alta qualità, resistente alle temperature.
Le staffe di montaggio con fori asolati consentono un facile montaggio e una comoda regolazione meccanica. Il giunto a innesto senza gioco consente un'installazione rapida e semplice. Il sensore è insensibile allo sporco e all'umidità. Il collegamento elettrico avviene tramite un cavo schermato inserito nella custodia. Sono disponibili anche connettori preassemblati, ad esempio M12, per un vero e proprio plug-and-play.

Queste caratteristiche aprono un'ampia gamma di applicazioni per l'RSM-2800. La soluzione multigiro compatta può eliminare la necessità di soluzioni complesse di riduttori in molti luoghi, contribuendo così a ridurre i costi complessivi. Le aree di applicazione comprendono le macchine da stampa, i sistemi di azionamento e di guida, gli encoder per la lunghezza dei cavi, gli azionamenti di porte e cancelli, i macchinari mobili, le macchine per la carta, le piattaforme di sollevamento e, in generale, la sostituzione di potenziometri o encoder multigiro