A cosa servono l'anello di centraggio e i contrassegni su un disco encoder

Oltre alle tracce, un disco encoder presenta un sottile anello di centraggio e alcuni piccoli contrassegni. L’anello di centraggio è concentrico alla traccia: ruotando l’albero al microscopio durante il montaggio e osservando quanto oscilla, si può ridurre l’eccentricità entro pochi micrometri. I contrassegni di posizione, direzione, lato inciso e numero di lotto servono al montaggio e alla tracciabilità. L’articolo spiega la loro funzione e la procedura di centraggio.

Osservando un disco encoder con la lente, oltre alle tracce si vedono spesso un anello sottilissimo, un piccolo triangolo o una freccia e una serie di piccoli caratteri. Non generano segnale e la testina non li legge, ma incidono direttamente sulla qualità del montaggio e sulla possibilità di risalire alle cause di un problema.

Anello di centraggio: rendere visibile l’eccentricità

L’anello di centraggio è un sottile anello concentrico alla traccia, realizzato nella stessa esposizione della traccia: il suo centro è quindi il centro del disegno della traccia. Diametro esterno e foro vengono tagliati dopo e presentano inevitabilmente uno scostamento rispetto al disegno; centrare su di essi è meno affidabile che centrare sull’anello.

Perché tanta attenzione alla concentricità? L’eccentricità produce un errore sinusoidale di prima armonica con ampiezza Δθ ≈ e ÷ r. A raggio di lettura 20 mm:

Pochi micrometri di eccentricità non si vedono a occhio nudo, ma al microscopio l’oscillazione dell’anello è evidente.

Come centrare al microscopio

Procedura tipica (figura 1):

1. Posare il disco sul mozzo con l’adesivo non ancora indurito, così che il disco possa ancora spostarsi leggermente;
2. Puntare il microscopio sull’anello di centraggio, mettere a fuoco e allineare il reticolo a croce sul bordo dell’anello;
3. Ruotare lentamente l’albero di un giro completo e osservare quanto l’anello oscilla rispetto al reticolo. L’oscillazione (picco-picco) vale circa 2e;
4. Nel punto di massima escursione, spingere leggermente il disco verso il centro, recuperando circa metà dell’oscillazione;
5. Ripetere i passi 3 e 4 finché l’oscillazione rientra nel requisito, poi far indurire l’adesivo e ricontrollare dopo l’indurimento.

Esempio: a raggio di lettura 20 mm, per un errore di eccentricità non superiore a circa 10″ l’eccentricità deve essere di circa 1 μm, cioè un’oscillazione al microscopio non superiore a circa 2 μm. Serve un microscopio o un sistema di visione con ingrandimento sufficiente e scala con risoluzione micrometrica.

Due dettagli meritano attenzione. Primo: l’eccentricità è uno spostamento del centro ed è uguale a qualunque raggio la si misuri; la e misurata sull’anello può essere usata direttamente per calcolare l’errore al raggio di lettura. Secondo: così si ottiene l’eccentricità del disco rispetto all’asse di rotazione reale, cioè proprio la grandezza che influenza la lettura.

Altri contrassegni

Oltre all’anello di centraggio, sui dischi si trovano spesso i seguenti contrassegni (figura 2).

• Segno di posizione: indica lo zero o un riferimento angolare; al montaggio serve ad allinearsi al riferimento dell’albero o del motore.
• Segno di direzione: distingue il senso di rotazione o il fronte/retro, evitando montaggi capovolti.
• Riconoscimento del lato inciso: il vetro è trasparente e il disegno si vede anche dal retro. Se la scritta è diritta vista dal lato inciso, girando il disco appare speculare: si capisce a colpo d’occhio su quale lato sono le righe. Se il lato inciso è orientato in modo errato, la distanza di lettura cambia.
• Numero di lotto: corrisponde ai registri di produzione; in caso di problemi consente di risalire a lotto, processo e dati di collaudo.

Tutti questi contrassegni vanno posti fuori dalle tracce e non devono disturbare la lettura. Quali contrassegni abbia un disco e dove siano varia da caso a caso, e di norma si concorda a disegno con il produttore del disco.

In sintesi

L’anello di centraggio è concentrico alla traccia ed è il riferimento per correggere l’eccentricità al montaggio: un giro, si osserva l’oscillazione (circa 2e), si spinge leggermente nel punto più lontano, si ripete qualche volta. I contrassegni di posizione, direzione, lato inciso e lotto sembrano dettagli, ma evitano errori di montaggio e facilitano la tracciabilità. Riconoscere questi contrassegni appena ricevuto il disco rende il montaggio molto più agevole.

Traduzione dell’articolo originale cinese (0020). ENC7 – produttore di dischi encoder (richiesta) · Articoli tecnici · https://enc7.com

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