EF 2017

Sensoren
Genau und sicher in hochdynamischen
Anwendungen
Induktive Drehgeber von Heidenhain
Die induktiven Drehgeber ECI/EQI 1100 und ECI/EQI 1300 eignen
sich hervorragend für hochdynamische, energie-effiziente und
sicherheitsgerichtete Anwendungen in der Robotik oder für Kunststoff-
Spritzgießmaschinen
Die induktiven Drehgeber ECI/
EQI 1100 und ECI/EQI 1300 zeichnen
sich als Positionsfeedback für
hochdynamische Anwendungen aus.
Besonders geeignet sind sie für die
Robotik und moderne Spritzgießanlagen.
Denn in diesen Anwendungen
können sie ihre Stärken ausspielen:
hohe Regelgüte und Systemgenauigkeit,
sehr hohe Robustheit sowie
funktionale Sicherheit mit mechanischem
Fehlerausschluss.
Die lagerlosen induktiven Drehgeber
ECI/EQI 1100 mit Durchmesser
37 mm und ECI/EQI 1300 mit
Durchmesser 65 mm (Bild 1) bieten
eine hohe Regelgüte und Systemgenauigkeit.
Außerdem sind sie
besonders stark mit Vibrationen
belastbar, sodass sie in Sachen
Robustheit ihren optischen Pendants
sogar überlegen sind. Die
ausgezeichnete Robustheit gilt übrigens
auch für elektromagnetische
Einflüsse. Da die Drehgeber über
die rein serielle EnDat-Schnittstelle
verfügen, können auch stark elektromagnetisch
belastete Einsatzbereiche,
z.B. Schweißroboter in
der Automobilindustrie, die Qualität
und Sicherheit der Datenübertragung
nicht beeinträchtigen.
Alle Varianten unterstützen den
Sicherheits-Integritätslevel SIL 2,
Kategorie 3 PL d. Mit Zusatzmaßnahmen
in der Steuerung erreichen
sie sogar SIL 3 bzw. Kategorie
4 PL e. Ein zusätzlicher Vorteil
ist in diesem Zusammenhang der
mechanische Fehlerausschluss, der
gegen das Lösen der Wellen- und
Statoranbindung realisiert wurde.
Mit diesem Sicherheitspaket können
die induktiven Drehgeber auch
in Systemen für die Mensch-Roboter-Kollaboration
eingesetzt werden.
Genau, dynamisch und
konstant
Wichtiges Kriterium zur Beurteilung
der Eignung für eine bestimme
Messabweichu ung in Winkelsekunden ["]
200
150
100
50
0
-50
-100
-150
EQI 1130 (Gen. 1.2)
EQI 1131 (Gen. 3)
EQN 1135 (Gen. 2)
-200
0 45 90 135 180 225 270 315 360
Drehwinkel in Grad [°]
Typische Genauigkeitskurven induktiver und optischer
Drehgeber über eine Umdrehung (am Beispiel
EQI 1100 mit Durchmesser 37 mm)
Applikation ist die Systemgenauigkeit.
Bild 2 zeigt die aufgenommenen
Genauigkeitskurven bei einem Vergleich
von Multiturn-Drehgebern
mit Durchmesser 37 mm. Der aktuelle
induktive Drehgeber EQI 1131
hat gegenüber seinem Vorgänger
EQI 1130 insbesondere stark verringerte
kurzperiodische Messabweichungen.
Die höchste Genauigkeit
bietet erwartungsgemäß der
optische Drehgeber EQN 1135.
Die Untersuchung des
dynamischen Verhaltens
im Regelkreis zeigt, dass die
erreichbare Dynamik nur von den
eingestellten Reglerparametern
abhängt. Die mit Heidenhain-Drehgebern
erzielbare große Bandbreite
ermöglicht daher die Realisierung
leistungsfähiger Systeme, in denen
nicht die Messgeräte, sondern die
komplexen Regelstrecken die erzielbare
Dynamik des Gesamtsystems
limitieren.
Bei hochwertigen Servo- und
Torquemotoren, wie sie beispielsweise
in modernen, vollelektrischen
Kunststoff-Spritzgießmaschinen
oder in der Verpackungsindustrie
zum Einsatz kommen, spielt der
Drehgebereinfluss dagegen die entscheidende
Rolle für den Gleichlauf.
Bild 3 zeigt das Gleichlaufverhalten
eines Motors bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten.
Der Gleichlauf mit dem induktiven
Drehgebern EQI 1131 unterscheidet
sich nur geringfügig vom Niveau
optischer Geräte.
Dre hzahlwelligkeit
in Umdrehun ngen pro Minute [min -1 ]
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
EQI 1130 (Gen. 1.2)
EQI 1131 (Gen. 3)
EQN 1135 (Gen. 2)
Mechanisch und elektrisch
kompatibel
Die neuen induktiven Drehgeber
ECI/EQI 1100 und ECI/EQI 1300 sind
anbaukompatibel zu den optisch
abgetasteten, gelagerten Drehgebern
der Baureihe ECN/EQN 1100
und ECN/EQN 1300. Durch die damit
erzielte mechanische und elektrische
Kompatibilität kann stets der
bestgeeignete Drehgeber für die
jeweiligen Regelungs- und Robustheitsanforderungen
der Applikation
aus dem Heidenhain-Programm
gewählt werden.
Im Vergleich zur Vorgängergeneration
konnten bei den aktuellen Baureihen
insbesondere die zulässigen
mechanischen Anbautoleranzen
stark erweitert werden, z.B. um den
Faktor 2 bei der zulässigen Axialbewegung
der Motorwelle. Zusätzlich
unterstützen die neuen induktiven
Drehgeber auch die Überwachung
der Drehgebertemperatur, der
Motortemperatur und der Anbautoleranzen.
Die Drehgebertemperatur
überwacht ein integrierter Temperatursensor,
die Motortemperatur
kann über einen externen Temperatursensor
in der Motorwicklung
ermittelt werden. Beide Daten werten
die Drehgeber aus, die Nachfolge-
Elektronik kann sie ohne Unterbrechung
des Regelzyklus digital über
die rein serielle EnDat 2.2-Schnittstelle
auslesen.
• DR. JOHANNES
HEIDENHAIN GmbH
www.heidenhain.de
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Drehzahl in Umdrehungen pro Minute [min -1 ]
Gleichlaufverhalten von Motoren mit induktiven
und optischen Drehgebern (am Beispiel
EQI 1100 mit Durchmesser 37 mm)
148 Einkaufsführer Messtechnik & Sensorik 2017