Fortschreitende Drehgeber-Entwicklung: Kompakt - getriebelos - busfähig

Mini Platz – Multi Info

Anzeige
Wo für Steuerungsabläufe oder Positionieraufgaben Drehbewegungen erfaßt werden müssen, braucht man Drehgeber. Für einfache Anwendungen reichen meist preiswerte Inkrementalgeber aus. Arbeitet man mit Absolutwertgebern, gehen Positionen nicht verloren und nach einem Stromausfall sind keine Referenzfahrten notwendig.

Der Autor Dipl.-Ing. (FH) Jörg Heilmann ist Mitarbeiter der IVO GmbH & Co. Villingen-Schwenningen

Sobald Erfassungsbereiche von mehr als einer Umdrehung gefordert sind, haben Absolutgeber ähnliche Probleme wie inkrementale Drehgeber. Zusätzlich zu den Positionen einer Umdrehung (Singleturn) müssen auch die Umdrehungen separat und stromausfallsicher gepeichert werden. Auch im spannungslosen Zustand darf diesem „Rundenzähler“ nicht entgehen, wenn die Welle beispielsweise manuell weitergedreht wird. Prinzipiell könnte man die Umdrehungen zwar über Getriebe und weitere Codescheiben speichern. Die Lösung ist jedoch keineswegs zufriedenstellend, denn diese Technik geht auf Kosten der mechanischen Belastbarkeit.
Elektronik ersetzt verschleißanfällige Getriebe
Elegant gelöst wurde das Problem bei den Multiturns aus dem Hause IVO, die ganz ohne Getriebe auskommen. Verschleißanfällige Mechanik ist hier durch hochintegrierte Elektronik ersetzt. Ein spezieller IC zählt die Umdrehungen. Dieses elektronische Verfahren bringt gleich eine ganze Reihe von Vorteilen: Auch bei hohen Drehzahlen (bis 10.000 1/min) gibt es keinen mechanischen Abrieb. Die Stromaufnahme ist dabei so gering, daß das System über viele Jahre hinweg von einer Lithiumzelle gespeist werden kann. Selbst extreme oder schwankende Umgebungstemperaturen im Bereich von -20 °C bis +80 °C beeinträchtigen die Funktion nicht. Auch in puncto Schock- und Schüttelfestigkeit erfüllen die Geräte höchste Anforderungen. Die Werte liegen bei 2000 m/s2 während 6 ms. Mit abgedichteter Welle erfüllen die Drehgeber die Anforderungen der Schutzart IP65.
Die Winkelposition wird nach wie vor über die bewährte optoelektronische Methode erfaßt. allerdings kommen die Multiturns mit nur einer LED aus. Die Erwärmung ist dadurch deutlich geringer. als wenn – wie in der Regel üblich – vier LEDs im Einsatz sind. Ein integriertes Opto-ASIC dient zur Abtastung der Glasscheibe und überwacht viele Funktionen des Gebers.
Für Flansch- oder Hohlwellenmontage
Die Geräte liefern Codeworte von 24 bzw. 25 Bit. wobei 12 bzw. 13 Bit für Winkelinformation und 12 Bit für Umdrehungszahl verwendet werden. 4096 Umdrehungen mit einer Auflösung von 4096 bzw. 8192 Winkelschritten pro Umdrehung sind so realisiert. Mit Gehäuselängen von 57 mm und Durchmessern von 58 mm sind die wahlweise für Klemm- oder Synchronflansch ausgelegten Geräte sehr kompakt. Mit einem PC als Master lassen sie sich über die Programmierschnittstelle parametrieren: außerdem sind die aktuellen Positionen und Statusinformationen auslesbar.
Die hochintegrierte Elektronik und die dadurch geringe Bauteileanzahl machte auch eine interessante Neuentwicklung möglich: einen extrem kleinen Multiturn-Drehgeber mit einem Durchmesser von nur 75 mm. der für die Hohlwellenmontage ausgelegt ist. Der Drehgeber mit einer Gehäuselänge von ca. 50 mm eignet sich damit besonders gut für den Einsatz bei beengten Einbauverhältnissen. Seine technischen Daten stimmen mit den weiter oben beschrieben-en Standardausführungen über
ein. Der Hohlwellendurchmesser beträgt 14 mm. 25.4 mm bzw. 50.8 mm.
CAN und Suconet-Varianten
Angeboten werden sowohl Single- als auch Multiturn-Drehgeber mit integrierter CAN-Open-Busschnittstelle nach CiA DSP 406 Device Class 2. Eine Besonderheit ist dabei die Ausführung mit zusätzlicher Positionsanzeige und Tastatur: der Anwender kann vor Ort die aktuellen Positionswerte ablesen und direkt ins Geschehen eingreifen. Multiturn-Drehgeber mit Suconet-K-Schnittstelle arbeiten mit einer Auflösung bis 25 Bit. Sie liefern 8192 Schritte pro Umdrehung über 4096 Umdrehungen. Mit 400 kHz ist die Codewechselfrequenz sehr hoch. Auch bei der Übertragungsrate erreichen die Geräte mit 375 kBaud Spitzenwerte. Für den direkten Anschluß an Profibus DP sind ebenfalls Multiturn-Drehgeber mit integrierter Busschnittstelle und einer Auflösung von 25 Bit lieferbar.
Dem Einsatz von Multiturn-Drehgebern im modernen Automatisierungsverbund steht damit nichts mehr entgegen. Typische Einsatzbereiche findet man zu Genüge, z.B. in der Robotik bei Transport- und Fördersystemen und in der Lagertechnik. Auch Linearpositionen lassen sich fast immer in eine Drehinformation umwandeln. Unverzichtbar sind die Geber, wenn es auf besonders schnelle und sichere Technik ankommt. z.B. bei Montage- und Handhabungsautomaten. an Stanzen, Pressen und beim Positionieren.
Für Erfassungsbereiche von mehr als einer Umdrehung bieten sich sogenannte Multiturn-Drehgeber an, bei denen eine integrierte Elektronik die Runden zählt. Die Geräte der jüngsten Generation sind leistungsstark und kompakt; kleine montagefreundliche Hohlwellen-Ausführungen lassen sich auch bei engen Einbauverhältnissen problemlos anbringen: Geber mit integrierter Busschnittstelle kann man inzwischen direkt an Feldbussystemen betreiben.
Integrierte Schnittstelle für CAN-Bus Suconet und Profibus DP
Auch bei Positionsmeßsystemen beginnt sich die Feldbus
technik durchzusetzen. Für den CAN-Bus. für Suconet und Profibus DP beispielsweise wurden inzwischen standardisierte Profile für Absolutwertgeber erarbeitet. so daß ihrem Einsatz im Feldbusverbund nun nichts mehr im Wege steht. IVO hat dieser Entwicklung beizeiten Rechnung getragen und bietet inzwischen gleich eine ganze Reihe ihrer Multiturn-Drehgeber mit entsprechenden Busschnittstellen an. Die Multiturns können dadurch direkt ohne zusätzliche Koppelmodule mit der übergeordneten Steuerung kommunizieren. die ihrerseits für die Geber dann keine zusätzlichen E/A-Karten mehr benötigt. Das spart Kosten und reduziert den Installa-tionsaufwand.
Anzeige

Emerson: Pneumatik 4.0

Smartenance

Pneumatik 4.0 bei Emerson im Überblick

Video aktuell

Greiferintegration leicht gemacht: Die Zimmer Group zeigt, wie es geht.

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Top-Thema Spannvorrichtungen

Spannvorrichtungen

Alles über Spannvorrichtungen und welches Einsparungspotenzial sie bieten

Top-Thema Schaltschränke

Alle Infos über den Schaltschrankbau mit seinen Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung

Kalender

Aktuelle Termine für Konstrukteure

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de