Genaue Positionsmessung

In Maschinen und Anlagen gibt es in großer Zahl Torquemotoren und Rundachsen. Deren aktuelle Position ermittelt die jüngste Generation absoluter Drehgeber von Heidenhain sehr genau. Sie erfassen Positionsveränderungen mit hoher Auflösung und liefern entsprechende Signale in hoher Qualität – dank aller gängigen Schnittstellen passend für Steuerungen verschiedener Hersteller.

Der Autor: Frank Muthmann, PR/Online, Heidenhain

Dem Maschinenhersteller bieten die Heidenhain-Drehgeber Vorteile bei der schnellen und problemlosen Montage und der elektrischen Verbindung. Die große Vielfalt an maßgeschneiderten elektronischen Schnittstellen, mit denen die absoluten Drehgeber ausstattet sind, sorgt für den einfachen Anschluss an die Maschinensteuerungen verschiedener Anbieter. Zur Wahl stehen beim Traunreuter Unternehmen Schnittstellen zum direkten Anschluss an Steuerungen von Mitsubishi, Fanuc a und ai sowie Siemens Drive-CLiQ. Außerdem kann der Maschinenhersteller die EnDat-Schnittstelle mit Inkrementalsignalen oder als rein serielle Schnittstelle wählen.

Für die mechanische Kopplung mit der Maschine stehen Drehgeberausführungen mit Statorkupplung oder für separate Wellenkupplungen zur Wahl. Diese haben jeweils – völlig unabhängig von der elektronischen Schnittstelle – eine einheitliche mechanische Anschlusskontur. So kann der Maschinenbauer an ein und dieselbe Anschlusskontur Drehgeber mit elektronischen Schnittstellen für die unterschiedlichsten Steuerungen montieren. Dank dieser Universalität bietet Heidenhain derzeit die einzigen Drehgeber am Markt an, die eine Fanuc- oder Siemens Drive-CLiQ-Schnittstelle mit einer Hohlwelle kombinieren. Kompakte Anschlussmaße von 56 mm Durchmesser bei einer Einbautiefe von 36,7 mm stellen die raumsparende Montage auch in kleineren Maschinen und in beengten Einbausituationen sicher.

Neben dem Know-how in Sachen Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit konnte man vor allem auf die gute Zusammenarbeit mit den weltweit führenden Steuerungsherstellern setzen. Das führte zu Drehgebern, die große Funktionalität, erweiterte Diagnosefähigkeit und – bei Bedarf – Funktionale Sicherheit bieten.

Das überzeugte auch den Schleifmaschinenhersteller Jones & Shipman. In Rundschleifmaschinen vom Typ Suprema und Ultramat bietet er jetzt optional eine automatische Positionierung der Schleifköpfe statt der herkömmlichen manuellen Einstellung an. Die Positionsmessung übernehmen absolute Drehgeber ROC 425 mit Fanuc-Schnittstelle. Damit ist die Übermittlung der Positionswerte an die Fanuc-Steuerung der Schleifmaschinen ohne zusätzliche Komponenten zur Schnittstellenanpassung völlig problemlos realisierbar. Der Maschinenbediener kann die Position der Schleifköpfe an der Steuerung überwachen und Positionsänderungen einfach über die Steuerung vornehmen.

Messgenau und betriebssicher

Die absoluten Drehgeber überzeugen durch ihre hohe Auflösung. Die Singleturn-Drehgeber, bei denen sich die absolute Positionsinformation mit jeder Umdrehung wiederholt, haben eine Auflösung von 23 bis 25 Bit. Die Multiturn-Drehgeber können zusätzlich auch 4096 Umdrehungen unterscheiden.

Dank des absoluten Messverfahrens steht der Positionswert unmittelbar nach dem Einschalten des Messgeräts zur Verfügung und kann jederzeit von der Folge-Elektronik abgerufen werden. Eine Drehung der Achse zur Ermittlung der Bezugsposition ist nicht notwendig. Die absolute Positionsinformation wird aus dem Strichmuster der Teilscheibe ermittelt, wobei eine separate Inkrementalspur für den Positionswert interpoliert wird. Sie dient gleichzeitig zur Erzeugung des optionalen Inkrementalsignals für die EnDat-Schnittstelle. Die Systemgenauigkeit liegt bei ±20 Winkelsekunden für eine genaue, vor allem aber auch dynamische Bewegungssteuerung.

Entscheidende Voraussetzung für die hohe Messgenauigkeit und Betriebssicherheit der absoluten Drehgeber ist das optische Abtastverfahren. Eine große Sensorfläche gewährleistet dabei eine hohe Abtastsicherheit. Die photoelektrische Abtastung erfolgt berührungslos und damit verschleißfrei. Sie detektiert selbst feinste Teilungsstriche von wenigen Mikrometern Breite und erzeugt Ausgangssignale mit sehr hoher Auflösung.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit können Überwachungs- und Diagnosedaten übertragen werden, beispielsweise bei turnusmäßigen Prüfungen an das Heidenhain-Phasenwinkelmessgerät PWM 20. Zu dessen Lieferumfang gehört auch die Justage- und Prüfsoftware ATS. Das PWM 20 lässt sich an jedes Heidenhain-Messgerät anschließen, sodass mit einem einzigen Diagnosetool Drehgeber, Winkel- und Längenmessgeräte analysiert werden können. I

Halle 7, Stand 190