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Mit der Permagnet-Nonius-Technik bietet das rotative Motorfeedback-System eine hohe Messqualität. Denn in diesen Winkelmessern sind die Magnete senkrecht ausgerichtet. Bild: Balluff
Winkelmessung

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Antreiben mit absolutem Feedbacksystem

Text: Bernhard Hahn, Balluff
Produktiv, flexibel und energieeffizient haben Maschinen heute zu sein. Um die Anforderungen erfüllen zu können, muss der Antrieb eine entsprechende Intelligenz aufweisen. Dabei sind die passenden Sensoren unabdingbar.

Zu einem regelgenauen und intelligenten Antriebskonzept gehört auch eine exakte, echtzeitfähige und absolute Erfassung der aktuellen Wellen- oder Schlittenposition. Nur so kann ein Antriebs- und Positioniersystem sowohl die Produktivität und Flexibilität als auch die Energieeffizienz von Produktionsmaschinen steigern. Für diese Aufgabe hat Balluff die Baureihe BML entwickelt. Die robusten, genauen und schnell arbeitenden absoluten Weg- und Winkel­messsysteme dienen als Feedbacksysteme, die sich zum Anbau oder der direkten Integration in Antriebs- und Positioniersysteme eignen. Als magnetcodierte absolute Weg- und Winkelmesssysteme in Permagnet-Nonius-Technik schließen sie eine Lücke im Segment der kompakten, integrativen, absoluten Messsysteme im IP67-Gehäuse – zum externen Anbau oder als offenes Kit zur vollen Integration.

Mit ihnen lassen sich zum Beispiel schnell und sicher die Formate Hübe und Endlagen von Achsen automatisiert verstellen. Auch garantiert ihre exakt auf das Produkt abgestimmte dynamische Antriebsregelung bei maximaler Hubzahl einen energieeffizienten Fertigungsprozess. Lineare Ausführungen der magnetcodierten Systeme werden schon länger bei der Positionsüberwachung der x-, y-, und z-Achsen in Werkzeugmaschinen oder in Direktantrieben von Pick&Place-Systemen eingesetzt. Viele nutzen sie als kostengünstige und robuste Alternative zu Glasmaßstäben. Als robuste Alternative zu hochgenauen optischen Verfahren sorgen sie dort in den elektrischen Antriebsachsen für ein Echtzeit-Feedback mit hoher Gleichlaufgüte.

So funktioniert der Encoder

Magnetcodierte Weg- und Winkelmesssysteme setzen sich aus einem Sensorkopf und einem magnetisch codierten Maßkörper zusammen, den es sowohl in linearer als auch rotativer Ausführung gibt. Der Sensorkopf gleitet in einem Abstand von bis zu 2 mm über den mit wechselnder Polarität codierten Maßkörper. Da die Systeme magnetisch und berührungslos arbeiten, sind sie auch unempfindlich gegenüber Temperaturwechsel und Verschmutzung oder Verschleiß. Die Qualität der Magnetmaßkörper wird wesentlich von der Stärke und Gleichmäßigkeit ihrer Magnetfelder bestimmt.

Balluff setzt hier auf die Permagnet-Nonius-Technik. Sie kommt aus der Weiterentwicklung von Festplattenspeichern, wo sie eine dichtere Packung von Bits erlaubte. Durch die senkrechte (perpendikulare) Anordnung der Nord-/Südpole wird eine gleichmäßige und konzentrierte Ausrichtung der Elementarmagnete erreicht. Durch die konzentrierte Ausrichtung der Magnetfelder können die Übergänge der Pole extrem genau abgetastet werden, was eine hohe Messqualität bewirkt.

Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, die mit longitudinaler (längs gerichteter) Magnetisierungstechnik gefertigt sind, zeichnen sich die BML-Systeme mit Permagnet-Maßköper durch eine extrem hohe Störsicherheit, niedrige Hysterese und minimale Linearitätsabweichung aus. Sie sind als Code-Scheiben für rotative Bewegungen und in Bandform als selbst konfektionierbare Rollenware bis 48 000 mm für lineare Bewegungen in absoluter und inkrementeller Ausführung erhältlich.

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