DER KONSTRUKTEUR 7-8/2016

ANTRIEBSTECHNIK
Der Multiturn-Geber
als Nanogenerator
Kleinservomotoren mit Absolutwert-Geber
ohne Batterie und Getriebe
Miniaturisierung, Dezentralisierung, Produktivität, Präzision, Konnektivität
– diese Anforderungen erfüllen die hier vorgestellten Kleinservomotoren. Sie
stehen in hygienegerechten Edelstahl-Gehäusen mit den Baugrößen 17, 22,
32 und 40 mm Außendurchmesser für Leistungsbereiche von 25 bis 335
Watt zur Verfügung. Mit der neuen Miniatur-Multiturn-Funktionalität für
die Baugrößen 32 und 40 bieten sie für zahlreiche Maschinenprozesse mehr
Möglichkeiten für komplexe Bewegungs- und Positionieraufgaben.
Der Innovationskern der neuen, hochkompakten
Absolutwert-Geber in den
Kleinservomotoren Cyber Dynamic Line
von Wittenstein Cyber Motor ist die Umsetzung
der Multiturn-Funktionalität auf der
Basis des Wiegand-Effekts. Hierbei handelt
es sich um eine Energy Harvesting-Technologie
– also um ein Prinzip, das aus der Bewegung
des Antriebes selbst kleine Mengen
von elektrischer Energie generiert.
Der Wiegand-Sensor fungiert dabei als
Nanogenerator, welcher auf ein veränderliches
Magnetfeld beim Drehen der Motorwelle
reagiert und durch sprunghaftes Ummagnetisieren
seines weichmagnetischen
Sensorkerns sowohl die Zählimpulse für die
zurückgelegten Umdrehungen als auch die
elektrische Energie für die Verarbeitung der
Signale und ihre Speicherung in einem
nicht flüchtigen Speicher erzeugt.
Vorteile für den Einsatz
in Kleinservomotoren
Das Wiegand-Prinzip ermöglicht es, bei der
Umsetzung der Multiturn-Funktionalität
sowohl auf ein Micro-Getriebe als auch auf
eine Puffer-Batterie zu verzichten – die beide
in ihrer Lebensdauer begrenzt sind und
dadurch auch die Betriebsdauer von
Antrieben limitieren. Die Mechanik ist auch
bei hohen Geschwindigkeiten und im
häufigen Start-Stopp-Betrieb vollkommen
verschleißfrei.
Das magnetische Erfassungsprinzip sowie
die mechanische Bauweise der Miniatur-
Geber ist äußerst robust: Schocks, Vibrationen
und Temperaturen bis zu 125°C, denen
die Kleinservomotoren im Betrieb ausgesetzt
sein können, haben keinen Einfluss
auf ihre Langlebigkeit und damit die Langzeitleistung
der Kleinservomotoren. Ebenfalls
ein besonderer Vorteil ist die enorme
Miniaturisierung des Gebers: Im Vergleich
zum Marktstandard ist laut Hersteller sein
Durchmesser um 20 % und seine axiale
Bauhöhe sogar um mehr als 50 % geringer.
Ein Plus an Prozesssicherheit
und Verfügbarkeit
Die Cyber Dynamic Line ist damit die erste
Baureihe von industrietauglichen Kleinservomotoren,
die in den Baugrößen 32 und 40
eine berührungslose, verschleißfreie und
energieautarke Miniatur-Multiturn-Funktionalität
bieten kann. Die Zählimpulse werden
unabhängig von der Geschwindigkeit der
Drehbewegung, also bereits bei sehr kleinen
Drehzahlen generiert und absolut gezählt.
Das Suchen nach der Referenzposition
beim Anfahren einer Maschine nach
einem Service, einem Stromausfall oder
einem Not-Aus entfällt selbst dann, wenn
der Motor dabei verstellt wurde. Ein Verdrehen
der Achse wird somit auch bei ausgeschaltetem
Regelgerät erkannt und
gezählt. Die Cyber Dynamic-Antriebe bieten
dadurch ein deutliches Plus an Prozesssicherheit
und Verfügbarkeit gegenüber
Motoren mit Singleturn- oder Inkrementalgebern.
Zudem lassen sie sich jetzt
noch präziser positionieren – dank 14 bit-
Auflösung bei Singleturn und 16 bit-Auflösung
bei Multiturn.
Bestmögliche elektrische Konnektivität
stellen die hybride Einkabeltechnik der Geber
sowie die digitale BISS C-Schnittstelle
sicher: Sie gewährleistet die prozesssichere
Datenübertragung in Echtzeit sowie eine
hohe Auflösung auch bei dynamischen
Prozessen mit hohen Drehzahlen.
In Verbindung mit dem Servoantriebsverstärker
Simco Drive von Wittenstein
Motion Control ermöglicht das elektronische
Typenschild im Geber zudem eine automatische
Reglerparametrierung – und
bietet damit ein hohes Maß an Usability
von Motor und Verstärker als intelligentes
und integriertes Kleinservoantriebssystem.
Mit verschiedenen Bussystemen wie Profinet
IRT, EtherCat oder CANopen kann das
System einfach in vorhandene Automatisierungslösungen
integriert werden.
Bild: Hintergrundbild Fotolia
www.wittenstein.de