Composant de mesure pour machines

Accouplement d'arbres avec mesure du couple intégrée

L'accouplement d'arbres à mesure du couple ROBA^®-DSM repose sur l'accouplement sans jeu ROBA^®-DS testé et éprouvé. Il peut être utilisé dans de nombreuses applications différentes, de la construction de bancs d'essai aux machines série, en passant par la surveillance de l'environnement. Le système permet de surveiller facilement l'environnement des machines et systèmes. Grâce aux données récupérées par l'accouplement, la capacité d'utilisation des machines peut être optimisée.

La mesure nécessite de transmettre de l'énergie sur la pièce rotative, puis d'envoyer des données depuis celle-ci. De nombreux systèmes existent pour ce faire. Auparavant, l'énergie et les données étaient principalement transmises de manière inductive. Néanmoins, ce système comporte plusieurs inconvénients par rapport à la transmission de données du nouveau ROBA^®-DSM.

Un inconvénient majeur des systèmes inductifs est que la portée de transmission des données est réduite. En conséquence, celle-ci nécessite généralement des stators d'« enfermement », qui sont aussi partiellement sur palier. Le boîtier rend l'installation et le remplacement bien plus complexes. En outre, l'installation doit être effectuée de manière très précise, les distances étant très réduites. Autre inconvénient, les faibles tolérances en cas de vibrations et de jeu excessif de l'arbre. Les systèmes sur palier imposent également l'utilisation d'un support de couple. Dans ce cas, il faut aussi prendre en compte la position de l'installation pour que les couples de frottement du palier ne soient pas inclus dans les mesures. Les systèmes qui ne sont pas sur palier nécessitent une aide à l'installation pour centrer le rotor et le stator.

Le ROBA^®-DSM ne nécessite pas de boîtier et n'a donc besoin que d'un espace d'installation réduit. Le stator peut être facilement monté à n'importe quelle position sur la circonférence. Lors de l'ajustement du stator, des tolérances élevées sont permises dans toutes les directions. Les distances potentielles pouvant atteindre 5 mm sont considérablement supérieures à celles autorisées dans les systèmes à boîtier.

Un autre inconvénient majeur des systèmes inductifs est la bande passante de transmission généralement basse sur les versions analogiques ou le débit de données faible sur les variantes numériques. Dans la plupart des cas, ces systèmes fonctionnent jusqu'à 1 kHz. En raison de la transmission d'énergie et des données de mesure via une porteuse, ces systèmes nécessitent une séparation complexe des signaux.

Le nouveau ROBA^®-DSM à mesure de couple utilise deux chemins totalement séparés pour la transmission de l'énergie au rotor et la transmission des données au destinataire. Grâce à la bande passante élevée pouvant atteindre 3,5 kHz, il peut même enregistrer les processus rapides et dynamiques de manière fiable. La préparation des données sur le rotor permet une amplification et une compensation de décalage optimales. Le rotor comporte un amplificateur programmable via l'interface radio. De cette façon, le client peut effectuer la compensation de décalage sur le rotor même après l'installation. Par ailleurs, l'utilisateur peut ajuster l'encodage des adresses et le canal radio à l'aide d'un logiciel.

Un autre avantage est l'utilisation d'un système radio encodé dans la bande ISM 2,4 GHz. Aucune autorisation particulière n'est nécessaire pour le fonctionnement dans l'Union européenne. Le système peut aussi être déployé dans d'autres marchés, mais des autorisations spéciales sont requises dans ce cas. Le système utilise jusqu'à 80 canaux. Cela signifie que plusieurs accouplements peuvent fonctionner dans le même environnement sans problème. La transmission de données est encodée avec une adresse pour que seul le destinataire souhaité puisse détecter et évaluer le signal.

La fonction de connexion radio peut être vérifiée sur le récepteur via un affichage simple. La transmission des données étant bidirectionnelle et chaque paquet faisant l'objet d'un accusé de réception, la qualité de la connexion radio peut être surveillée. Le récepteur signale tout dysfonctionnement sur la connexion radio ou les données manquantes de l'émetteur. En raison du taux d'échantillonnage élevé et de la connexion radio rapide, le ROBA^®-DSM bénéficie d'excellentes valeurs de gigue (max. +/-68 µs) et de délai (normalement 2 ms), généralement bien supérieures avec les systèmes numériques.

Comme les systèmes industriels standard, le ROBA^®-DSM fournit un signal de sortie de +/-10 V pour le couple droite/gauche, qui peut être utilisé comme signal d'entrée pour un API. Néanmoins, de plus en plus de systèmes de contrôle étant basés sur PC, la collecte directe des données numériques est un plus. Le nouveau système ROBA^®-DSM fournit une interface USB permettant la lecture des données de mesure numérique sur un PC. Aucun matériel supplémentaire n'est nécessaire pour l'enregistrement des données de mesure. L'opérateur peut donc obtenir rapidement un aperçu des données de performances actuelles. En outre, les enregistrements sont facilement réalisables, même sur des périodes étendues. L'évaluation des données peut alors être effectuée hors ligne à l'aide de programmes tels que DIAdem et Excel ou d'autres tableurs. En outre, une évaluation en ligne est possible, au terme de laquelle les données sont lues directement, par exemple via LabVIEW, et traitées en temps réel. 

Figure 1 : L'accouplement d'arbres à mesure du couple ROBA^®-DSM repose sur l'accouplement sans jeu robuste ROBA^®-DS.

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