DER KONSTRUKTEUR 11/2017

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
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„DIE DIGITALISIERUNG
ZEIGT: OFFENHEIT
UND TRANSPARENZ
GEHÖRT DIE
ZUKUNFT“
Jörg Paulus, VP Sales,
Europa, POSITAL, Köln
Während eine Vielzahl der marktüb
lichen optischen Einbau-Kits mit
pro prietären Schnittstellen wie
Hiperface oder Endat aufwartet und so
eine direkte Abhängigkeit des Motorkunden
vom Drehgeberhersteller
erzeugt, haben wir bewusst einen
anderen Weg eingeschlagen: Wir setzen
mit Überzeugung auf offene Schnittstellen,
da dies unserer Kultur entspricht
und Offenheit die Zukunft ist.
WARTUNGSFREIE, ENERGIEAUTARKE MULTITURNFÄHIGKEIT
Dank des Wiegand-Sensors sind die Kit Encoder unabhängig von externer
Stromversorgung und Batterien. Herzstück des Energy-Harvesting-Sensors , der
auf eine Fingerkuppe passt, ist ein speziell behandelter magnetischer Draht aus
Vicalloy mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Der nur 20 mm lange Wiegand-
Draht, der sich entlang einer Richtung magnetisiert, ist eingebettet in eine
Kupferspule und reagiert auf das Magnetfeld des rotierenden Permanentmagnets.
Kommt es hier zu Positions bzw. Richtungswechseln, erzeugt der
Draht energiereiche Spannungsimpulse – unmittelbar und unabhängig von der
Geschwindigkeit einer Drehbewegung. Der so erzeugte Impuls liefert mit 7 V
genug Spannung, um den Rotationszähler und die dazugehörige Elektronik
ständig zu aktivieren. Dieses Prinzip garantiert absolute Multiturn-
Positionsmessungen – energieautark und völlig wartungsfrei.
Seit über zehn Jahren arbeitet Posital bei magnetischen Gebern mit Wiegand-
Umdrehungszählern, die man konsequent weiterentwickelt
hat. Der in den Sensor eingebaute Wiegand-Draht wird von
Posital in den USA und Deutschland selbst gefertigt.
Wiegand-Sensoren in drei
unterschiedlichen
Größen: ein Energy-
Harvesting-System für
energieautarke
Multiturn-Messungen
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
einbaufähige Lösung übertragen. Dabei standen neben Leistungsfähigkeit
und Kompaktheit vor allem einfache Inbetriebnahme, maximale
Kompatibilität und natürlich Preis-Leistung im Fokus.
Konzipiert sind die montagefreundlichen magnetischen Einbau-
Kits als absolute multiturnfähige Sensorsysteme; sie eignen sich für
Single- wie Multiturneinsätze. Herzstück der kompakten Lösung ist
das Elektronikpaket: Es umfasst vier Hall-Sensoren, einen 32-Bit-
Mikroprozessor und einen energieautark über den Wiegand-Effekt
(s. Infokasten) betriebenen Rotationszähler. Der zur Erzeugung des
Signals nötige Permanentmagnet wird am Ende der Motorwelle
befestigt. Posital hält entsprechendes Zubehör zur Abschirmung
bereit, um die elektronischen Komponenten und Hall-Sensoren
gezielt vor externen Magnetfeldern – etwa durch eine magnetische
Bremse im Antriebsstrang des Motors – zu schützen.
Da die kontaktfreie Messtechnik von Posital – anders als Systeme
mit Codescheiben oder aufwändigen Getrieben – über keinerlei
bewegliche Teile verfügt, erweist sie sich als äußerst stoß- und
vibrationsresistent. Und während optische Einbausätze reinraumähnliche
Montagebedingungen erfordern, sind die magnetischen
Kit-Encoder unempfindlich gegen Schmutz und Feuchtigkeit.
Problemlos können sie unter normalen Fabrikbedingungen und
selbst in nicht ESD-geschützten Bereichen montiert werden.
Besonders bei Installation und Inbetriebnahme spielen die
neuen Kit-Encoder ihre Stärken aus: Der Einbausatz kann problemlos
mit zwei Schrauben angebracht werden. Dank der integrierten
elektronischen Kalibrierfunktion stellt sich das Feedback-System
von selbst auf die Performance des jeweiligen Motors ein; es
genügt, die Motorwelle 3 s lang mit konstanter Geschwindigkeit zu
drehen. Dabei werden die für jedes System individuellen Eigenheiten
erfasst und in der Software hinterlegt.
Mit 36 mm Durchmesser und 24,2 mm Bauhöhe fällt der Einbausatz
für einen Multiturngeber sehr klein aus. Dies prädestiniert ihn
für kompakte Motoren mit 40er Flanschmaß. Bei Bedarf lässt sich
das Kit aber auch auf alle anderen Wellenformate anpassen. Hierfür
stehen passende Adapterplatten aus gefrästem Aluminium oder
preiswertem Kunststoff zur Verfügung. Posital stellt für nahezu
jedes denkbare Anwendungsszenario entsprechendes Zubehör ab
Lager zur Verfügung.
OFFENE SCHNITTSTELLEN SICHERN
ZUKUNFTSFÄHIGKEIT
Die neuen Einbausätze sind mit der herstellerneutralen digitalen
Kommunikationsschnittstellen Biss-C erhältlich. Außerdem wurde
eine Biss-Line-Schnittstelle implementiert, die den Weg für die im
Trend liegende Einkabel-Technologie – die Übertragung von Strom
und Drehgebersignal mit nur einem Kabel – ebnet.
Die neuen Kit-Encoder sind in zwei Ausführungen konzipiert.
Seit Ende letzten Jahres gibt es sie als absolute multiturnfähige
Sensorsysteme mit einer elektronischen Auflösung von 17 Bit und
einem Messbereich von mehr als einer Million Umdrehungen. In
der Entwicklung ist eine Variante für die kombinierte Ausgabe von
Inkremental- und Kommutierungssignalen mit bis zu 16 384 Impulsen
pro Umdrehung möglich. Ausgelegt sind beide Produktlinien
für einen Temperaturbereich von -40 bis +105 °C.
Wie die Ixarc-Serie von Posital, die die technologische Basis der
neuen Kit-Encoder bildet, erreichen sie eine hohe Genauigkeit von
unter 0,1°. „Unsere in den Ixarc-Anbaudrehgebern erfolgreiche
Technologie können wir jetzt als Bausatz-Lösung gezielt auch
Motorherstellern an die Hand geben“, sagt Christian Leeser, Mehrheitsgesellschafter
und CEO der Fraba-Gruppe. Durch die neuen
Filteralgorithmen bei der Signalverarbeitung wurden die Latenzzeiten
noch einmal deutlich reduziert, sodass auch bei hochdynamischen
Anwendungen eine präzise Motorsteuerung möglich ist.
„Mit unseren Kits haben wir praktisch ein vom Markt gefordertes
Produkt geschaffen, das die Lücke zwischen klassischen Resolvern
und optischen Abtastsystemen füllt – und damit das Angebot in
Sachen Performance und Preis ganz neu definiert.“
Bilder: Posital
www.posital.com
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