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01 Auch im Roboterarm herrschen oftmals beengte Platzverhältnisse vor; deshalb sind auch hier kompakte Drehgeber gefragt

Drehgeber – klein, hochpräzise, leistungsstark

02 Die Drehgeber ENA36IL sind in 36-mm-Baugröße ausgeführt und arbeiten nach einem neuartigen magnetischen Abtastprinzip

Drehgeber müssen oftmals auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen, wie sie beispielsweise in der Robotik vorherrschen, hochpräzise Messergebnisse liefern. Mit seiner neuen Generation von Drehgebern, die nach einem neuartigen magnetischen Abtastprinzip arbeiten, erfüllt Pepperl+Fuchs diese Anforderungen. Gleichzeitig wird eine Variante in sehr kompakter Bauform angeboten. Sie wird als Highlight der Drehgebertechnologie in der 0,1°-Klasse für industrielle Applikationen und als ideal für beengte Platzverhältnisse angesehen.

Bei der Auswahl eines geeigneten Drehgebers für eine kundenspezifische Applikation im Automatisierungsumfeld gewinnt neben Faktoren, wie Genauigkeit oder Dynamik, zunehmend die Baugröße an Bedeutung. So werden Produkte in vielen Bereichen immer kleiner und demzufolge Einrichtungen, wie Förder- oder Handlingsysteme, Montageanlagen usw., filigraner und kompakter. Ein typisches Beispiel sind Industrieroboter (Bild 1). Bei diesen erfassen Drehgeber die Position und Geschwindigkeit der einzelnen Achsen. Je kleiner die Roboter sind, desto weniger Platz steht im Innenraum der Roboterarme zur Verfügung. Gleichzeitig stellen die hier vorherrschenden Vibrationen und Erschütterungen hohe Anforderungen an die Robustheit der eingesetzten Drehgeber: Schließlich sind sie die Bindeglieder zwischen Mechanik und Steuerung. Die neuen ENA36IL mit einem 36 mm großen Gehäuse (Bild 2) und ihrem hoch entwickelten, magnetischen Abtastprinzip sind hierfür die richtige Lösung. Nach Herstellerangaben sind sie die kompaktesten Drehgeber ihrer Art und liefern selbst unter anspruchsvollen, rauen und dynamischen Betriebsbedingungen hochpräzise Messergebnisse für eine exakte Positionierung.

Magnetisch, robust und funktionssicher
Die Basis der ENA36IL ist eine weiterentwickelte Magnetfeld- Technologie, mit der Pepperl+Fuchs neue Maßstäbe im Bereich der Standard-Drehgeber für die Industrie setzt. Sie beruht auf einem bewährten Konstruktions-, respektive magnetischen Detektionsprinzip und bietet eine Genauigkeit von bis zu 0,1° sowie eine Auflösung von bis zu 32 bit in Multiturn-Ausführung. Neu ist, dass hier die etablierten Verfahren von Hall- und Wiegand-Sensor kombiniert sind. Grundlage bildet ein Zwei-Achsen-Hall-Sensor, der über ein rotierendes Magnetfeld ein Sinus- bzw. Cosinus-Signal erzeugt. Dieses Signal wird über einen internen Prozessor verarbeitet, sodass der Prozesswert dem Ausgangswert eines Absolutwert-Drehgebers mit optischer Abtastung gleicht. Anstelle eines mechanischen Getriebes für die Multiturn- Darstellung wird ein Wiegand-Sensor eingesetzt. Ein darüber rotierendes Permanent-Magnetfeld erzeugt im Kern des Wiegand-Sensors einen Wechsel der Magnetfeldrichtung. Dies führt zu einer Induktionsspannung in der darüber gewickelten Spule. Somit steht immer bei Magnetfeldrichtungswechsel, also jeweils zwei Mal pro Umdrehung, Energie zur Verfügung. Diese dient zur elektronischen Zählung der Umdrehungen und Speisung der Elektronik. Eine interne Batterie zur Speisung der Elektronik ist folglich nicht notwendig. Somit ist vollkommene Datensicherheit gewährleistet und beim Wiederhochfahren sind alle Positionswerte automatisch wieder verfügbar.

Insgesamt sind diese Drehgeber damit nicht nur bedeutend kompakter, sondern auch zuverlässiger als zuvor. Der Aufbau ist absolut verschleißfrei und garantiert eine lange Lebensdauer. „Bisher waren magnetische Drehgeber nicht nur nicht genau genug für anspruchsvolle industrielle Anwendungen, sondern auch nicht schnell genug, um die nötige Signalqualität zu liefern“, so Stefan Horvatic, Leiter Produktmanagement Drehgeber bei der Pepperl+Fuchs GmbH. „In den magnetischen Drehgebern der neuen Generation wird das analoge Signal direkt abgegriffen und ohne Umwege dem Ausgang zugeführt. So wird eine Dynamik, bezogen auf die Zykluszeit von <80 μs erreicht“, erklärt er weiter. Um die Positionsdaten zu erhalten, sendet die Steuerung eine Startsequenz an den Absolutwert-Drehgeber. Dieser sendet dann über die SSI-Schnittstelle synchron zu den Takten der Steuerung die der Wellenstellung entsprechenden Positionsdaten. Damit sind die ENA36IL auch in dieser Beziehung prädestiniert für hochdynamische Anwendungen im Bereich der Fabrikautomation.

Zusammenfassung
Die neue magnetische Drehgeber-Generation von Pepperl+Fuchs ist speziell für die hohen Anforderungen in rauen Industrieumgebungen ausgelegt. Ihre ebenso präzise wie robuste Technologie in Kombination mit der kompakten Bauweise ermöglicht den Einsatz in anspruchsvollen Applikationen. Selbst hohe mechanische Belastungen, wie durch Vibrationen, Erschütterungen oder Schmutz, extreme Temperaturen usw., beeinflussen die magnetischen Drehgeber nicht. Das eröffnet dem Anwender die Realisierung zuverlässiger Fertigungs- und Montageprozesse in einer Vielzahl unterschiedlicher Einsatzgebiete. Neben den besonders kompakten ENA36IL umfasst die neue Drehgeber- Generation auch eine Industriestandard-Baugröße mit 58 mm Gehäusedurchmesser (ENA58IL) sowie eine Heavy-Duty-Variante (42H). Auch diese sind laut Datenblatt eine der kleinsten ihrer Klasse. Sie werden vornehmlich im Outdoor-Einsatz oder in Anlagen mit extremen Betriebsbedingungen, wie in Papiermühlen, verwendet. (ih)

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Autor:
John Großpietsch ist Inhaber von Großpietsch Produkt-PR in Zell a. H. und als externer Redakteur für Pepperl+Fuchs tätig.
fa-info@de.pepperl-fuchs.com