Hybridcylinder è un innovativo concept di servoattuatore lineare elettroidraulico compatto e plug&play, il cui design ibrido combina la densità di potenza, la durata e la capacità di resistenza al sovraccarico dei cilindri oleodinamici con l’alta efficienza, la flessibilità e la precisione di un sistema elettrico gestito da servoazionamenti brushless NTT.
Hybridcylinder è realizzato attraverso l’uso di componenti standard. Un cilindro oleodinamico dotato di appositi sensori di posizione ad alta risoluzione, sensori di pressione/portata in abbinamento ad un circuito oleodinamico chiuso, la cui circuitazione è data da una pompa azionata all’occorrenza da un motore brushless della serie BH10 di HDT. L’elemento legante tra tutti i componenti costituenti Hybridcylinder, che ne permette il funzionamento, è il servodrive della serie NTT di HDT.
Tutti i drive della serie NTT, sia NTT460 che NTT240, integrano un complesso software appositamente sviluppato per il controllo di sistemi oleodinamici, in grado di gestire in completa autonomia tutti gli elementi componenti Hybridcylinder. Il risultato è un comportamento del cilindro preciso, affidabile, silenzioso e pulito come se si trattasse di un servoattuatore elettrico, tuttavia con forze inimmaginabili rispetto ai servoattuatori elettrici, grazie al suo cuore oleodinamico.
NTT si occupa di controllare in modo preciso il moto del motore BH10, variandone la velocità e di conseguenza il flusso e la portata dell’olio nel circuito, attraverso la pompa reversibile a circuito chiuso collegata al motore. Questo permette di variare all’istante la pressione e la portata garantendo al cilindro spinte da 50 a 1100 kN e velocità superiori ai 200mm/s.
Il motore brushless di HDT, appartenente alla nuova serie BH10, è del tipo ad alta densità di coppia: estremamente compatto, sotto il comando del servodrive NTT si muove rapido e silenzioso solo nel momenti in cui è necessario, variando e regolando il flusso e la pressione del circuito in modo istantaneo.
Il servodrive NTT è direttamente connesso ai sensori di pressione e di posizione dislocati nel circuito e nel cilindro di Hybridcylinder e regola la servopompa istantaneamente, garantendo un controllo precisissimo della forza erogata ma anche una posizione centesimale del cilindro.
Non sono solo le prestazioni a fare di Hybridcylinder un innovativo servoattuatore ma anche gli stessi consumi che sono da primato facendo risparmiare all’utilizzatore fino ad un 60-70% di energia rispetto ai sistemi oleodinamici convenzionali. La compattezza del sistema, l’idea di collegarlo alla componente elettrica senza bisogno di aggiungere una centralina oleodinamica con il relativo circuito dell’olio, il sistema di raffreddamento e tutte le altre componenti relative, come si trattasse di un mero servoattuatore elettrico, fa di questo concept un’idea perfetta per molte applicazioni dove si vuole evitare, magari per un solo asse, di aggiungere una circuitazione oleodinamica.
Ma Hybridcylinder è pur sempre un concept, e anche se HDT sta attentamente valutando se trasformarlo in un prodotto di serie, al momento non è acquistabile direttamente. Ma ciò che HDT è in grado di offrire oggi è la tecnologia residente nei servodrive NTT, che consentono ai clienti di HDT di realizzare un sistema simile in autonomia tramite partner appositamente selezionati, che possono garantire personalizzazioni in base alle loro esigenze.
Infatti con i drive NTT è possibile raggiungere gli stessi risultati di Hybridcylinder, in forma meno compatta, riprogettando le applicazioni tradizionali, costituite da centralina oleodinamica e cilindro come elementi separati e mossi da motori asincroni a velocità fissa. L’elemento chiave da cui parte la riprogettazione del sistema è il drive NTT, che comanda una servopompa motorizzata con i motori brushless di HDT, rimuovendo e ridimensionando opportunamente buona parte dei componenti del circuito oleodinamico tradizionale.
NTT servodrive, l’elemento chiave
L’innovativo software del servodrive NTT rileva e controlla attivamente la portata e la pressione del sistema, la posizione del cilindro e la velocità e posizione del servomotore e le valvole oleodinamiche, confrontandola in tempo reale con le indicazioni fornite dai comandi esterni; ad esempio quelli forniti da un PLC e i dati di pressione e posizione rilevati dai sensori applicati nel sistema.
NTT fa muovere e regola la servopompa solo quando è realmente necessaria una variazione di pressione e portata, mettendo in moto la pompa e il fluido nel circuito solo in base all’effettivo bisogno. Al contrario di quanto avviene nei sistemi idraulici tradizionali, ove la variazione di flusso è determinata non dalla variazione di velocità del motore - che gira a velocità fissa - ma dalla gestione della pressione tramite valvole, proporzionali modulanti, comandate da centraline elettroniche esterne.
L’uso del servodrive NTT abbinato ad una servopompa brushless innalza enormemente l’efficienza energetica. Ma questo è solo uno dei molteplici benefit che un sistema oleodinamico dotato di controllo elettronico della velocità può offrire. Con la configurazione permessa da NTT si ha una drastica riduzione dell’emissione acustica media del sistema, riduzione degli ingombri delle centraline oleodinamiche e semplificazione del circuito, riduzione dei componenti di raffreddamento del sistema, eliminazione delle valvole proporzionali, maggior precisione e controllo del fluido e dell’applicazione.
Nella gestione del cilindro oleodinamico il servodrive NTT rileva la posizione esatta attraverso il riferimento di un segnale generato dal trasduttore, montato nel cilindro che può essere di tipo potenziometrico o magnetostrittivo, analogico o digitale. Nel caso di Hybridcylinder un trasduttore magnetostrittivo con segnale digitale SSi da 26Bit con precisione di 0.1µ consente ad NTT di gestire una precisione di posizionamento centesimale.
NTT confronta con una tempistica di 100 microsecondi tutti i parametri dei trasduttori con quelli ricevuti dal PLC o dal controllo numerico e fa reagire istantaneamente la servopompa ed il sistema.
La comunicazione con il PLC può avvenire in vari modi. Il servodrive NTT può ricevere tutti i comandi relativi alla servopompa e alla gestione del cilindro oleodinamico da segnali analogici/digitali oppure dai più importanti fieldbus presenti in automazione industriale. Fieldbus su base Ethernet come Ethercat CoE, ProfiNet RT-IRT ed EtherNet IP piuttosto che Bus di campo su base seriale come il ModBus RTU o il CanOpen Cia402, semplicemente sfruttando l’intelligenza a bordo dell’azionamento NTT.
I servoazionamenti NTT sono adatti a reti a 400VAC ma anche a 230VAC e sono suddivisi in numerose taglie di corrente per poter controllare motori brushless con potenze nominali fino a 120kW.
NTT è comunque in grado di controllare indistintamente anche motori asincroni semplicemente configurandolo come Inverter vettoriale e V/f. In tale modalità NTT può gestire motori asincroni in anello aperto o in anello chiuso.
NTT può controllare motori dotati di Resolver, di Encoder incrementale, di Encoder Assoluti SSi, BiSS, Endat 2.1 e 2.2, Hiperface con o senza canali SinCos. Gestisce fino a 3 ingressi per trasduttori di posizione di tipo rotativo ma anche lineari.
Il servodrive NTT fa della versatilità e della estrema facilità d’uso uno dei suoi maggiori punti di forza.