A detecção de posição potencializa a fabricação inteligente ...

O conceito de manufatura inteligente já existe há algum tempo. Essencialmente, o seu objetivo é tornar os processos mais eficientes e adaptáveis ​​às novas necessidades do mercado. Tudo isso é conseguido mantendo a alta qualidade de produção, a segurança do trabalhador e o tempo de atividade do equipamento. A detecção de posição desempenha um papel fundamental para conseguir isso.

Ao tornar uma fábrica ou um processo mais inteligente, as expectativas dos clientes também são atendidas com maior rapidez. Isto poderia incluir a criação de produtos mais adaptados e personalizados para atender a necessidades específicas, que de outra forma seriam ineficientes ou não rentáveis ​​de fabricar. Em setores altamente competitivos, ter uma mentalidade mais inteligente e ágil pode ser a diferença decisiva entre permanecer à frente ou ficar para trás. Mas quando se trata de executar metodologias inteligentes ao nível da produção, que tecnologias estão disponíveis?

A detecção de posição é um elemento crucial de muitos processos de fabricação mais inteligentes, especialmente para permitir a automação da fábrica. Tarefas como pick-and-place ou montagem de produtos exigem que o equipamento conheça sua posição com muita precisão para se mover com precisão – informações que podem ser obtidas usando sensores de posição. Dependendo do tipo, esses sensores podem determinar a posição de um objeto diretamente, encontrando sua localização absoluta, ou indiretamente, medindo seu deslocamento relativo.

Um exemplo comum é o sensor de posição indutivo. Baseando-se nos princípios da indução eletromagnética, esses sensores de posição permitem a detecção de objetos metálicos sem contato. Alvos condutores causam perturbações no campo magnético, que são detectadas pelo elemento sensor. Como apenas objetos metálicos afetarão o campo magnético, a detecção de posição indutiva não pode ser usada para detectar não-metais como o plástico. Mas a vantagem disso é que é menos provável que o sensor seja afetado pelo acúmulo de poeira ou sujeira porque isso não afetará o campo magnético. Isto os torna ideais para operação em ambientes industriais mais sujos.

Outro tipo é o codificador de posição óptico. Normalmente consistem em um LED e um fotodetector, com um disco óptico ou escala, dependendo se o codificador está medindo deslocamento linear ou rotativo. Os codificadores ópticos podem funcionar com altas resoluções, tornando-os ideais para aplicações onde a alta precisão é importante, como uma máquina CNC.

Quando fótons de luz são capturados pelo fotodetector, um sinal elétrico fraco é gerado. Este deve ser amplificado usando um circuito condicionador de sinal antes de ser digitalizado com um conversor analógico-digital (ADC). Ele pode então ser recebido por uma CPU ou microcontrolador, que é capaz de calcular a posição do objeto com base no sinal. A unidade de processamento é capaz de reconhecer eventos, como a passagem de marcas de referência, e pode tomar medidas corretivas imediatas dentro de um sistema de circuito fechado.

É vital que esses processos de detecção, condicionamento e digitalização estejam em dia. Falhas ou imprecisões nos sensores podem levar à fabricação incorreta de produtos, levando à queda na produtividade e ao desperdício de materiais e tempo.

Quando um codificador é desenvolvido pela primeira vez, ele pode ser composto de componentes discretos prontos para uso ou circuitos integrados (ICs). E para baixos volumes de produção, esta pode ser uma solução adequada. Mas para um sistema de sensor que supera a concorrência, é preferível optar por um IC específico de aplicação, ou ASIC.

Um ASIC é simplesmente um IC que foi projetado e fabricado com sua aplicação exata em mente. Esta abordagem personalizada ao design do IC resulta num chip totalmente otimizado para a sua função, muitas vezes com consumo de energia reduzido e tamanho de chip menor como benefícios adicionais ao seu desempenho melhorado.

A escolha do design ASIC também oferece proteção IP para garantir aos fabricantes de sensores que seu IP não será disponibilizado para a concorrência, mantendo-os um passo à frente. A natureza do desenvolvimento e design de IC personalizado também torna muito mais difícil a engenharia reversa do que um IC padrão, oferecendo outro nível de defesa.