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DER KONSTRUKTEUR 7-8/2021

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DER KONSTRUKTEUR 7-8/2021

ELEKTROTECHNIK /

ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK TITELSTORY GAME-CHANGER BEI DREHGEBERN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Magnetische Encoder sind auf der Überholspur – bei Anbaudrehgebern sowie Montage-Kits für integriertes Motorfeedback. Mit einer Auflösung von 17 Bit punkten sie bei Präzisionseinsätzen, die lange als Domäne für hochauflösende optische Systeme galten. Den Durchbruch brachten aufwändige Filtertechniken, die bei der Singleturn-Erfassung aus magnetischer Technik das letzte Quäntchen Genauigkeit herauskitzeln. Game-Changer beim Multiturn-Betrieb ist die energieautarke Wiegand- Technik, die Backup-Batterien oder Getriebe überflüssig macht. Dem Anwender beschert moderne Magnetik ein Bündel von Vorteilen: Von mechanischer Robustheit über kleine Baugröße bis zu geringen Kosten. Autorin: Isa-Patrizia Kemmner, Posital-Fraba GmbH, Köln 10 DER KONSTRUKTEUR 2021/07-08 www.derkonstrukteur.de

Evolution Drehgeber von 1973 bis heute: der erste von Fraba gebaute optische Absolutgeber (links) bis hin zum kompakten Elektronikpaket für Miniantriebe (rechts) Drehgeber wandeln eine Rotationsbewegung in ein Signal um. Dabei kommen in der Regel optische oder magnetische Messprinzipien zum Einsatz. Optische Drehgeber messen genauer, magnetische sind robuster – so die landläufige Meinung. Seit den 1970er-Jahren galten optische Geber als „Benchmark“ für Genauigkeit und Auflösung. Die Winkelmessung innerhalb einer Umdrehung (Singleturn) erfolgt hier mittels Codescheibe und eines optischen Chips zur Bewegungserkennung, während die Anzahl der Umdrehungen (Multiturn) durch ein optisch abgetastetes Getriebe, vereinzelt auch durch batteriegepufferte Systeme, erfasst wird. Erst die Weiterentwicklung der magnetischen Sensorzellen (Hall-Sensoren) und immer leistungsstärkere Mikrocontroller – gepaart mit intelligenter Signalverarbeitung – ebneten in den letzten zehn Jahren den Weg zu magnetischen Absolutgebern, die auf höchstem Niveau operieren. Problemlos erreichen sie heute eine Auflösung von 17 Bit bei einer Genauigkeit von 0,09° – und damit Werte, mit denen lange nur optische Geber aufwarten konnten. Dank ihrer Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit, Schmutz und Vibrationen, aber auch aufgrund der deutlich kompakteren Bauweise haben die hochpräzisen magnetischen Encoder in immer mehr Anwendungen als kostengünstige Alternative zu klassischen optischen Drehgebern die Nase vorn. MULTITURN – ABER BATTERIELOS Vorreiter beim Systemwechsel ist der Sensorhersteller Posital, der bereits vor rund 15 Jahren mit der Suche nach Alternativen für die absolute Positionserfassung begann. Kostengünstige magnetische Singleturn-Geber, bei denen ein Hall-Sensor und ein Permanentmagnet die Winkelposition der Welle messen, waren schon länger aus der Automobiltechnik bekannt. Allerdings fehlte diesen magnetischen Gebern noch die Fähigkeit, mehrere Umdrehungen auch bei Unterbrechung der externen Spannungsversorgung zu erfassen. www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021/07-08 11

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