Für jede Anwendung die passende Technologie Facetten moderner Positionssensorik

Auch in der Positionssensorik gibt es keine Universallösungen – die Unterschiedlichkeit der Anwendungen lässt dies nicht zu. Daher ist eine kompetente Beratung zwingend erforderlich, zumal bei den meisten Anwendungen auch der Kostenfaktor eine nicht zu unterschätzende Rolle spielt. Der Sensorikhersteller Novotechnik bietet Weg- und Winkelsensoren für unterschiedliche industrielle und mobile Anwendungen an. Dabei reicht das Spektrum sowohl bei linearen als auch bei rotativen Sensoren vom Potentiometer bis hin zu kontaktlosen Verfahren, die zukunftsweisende Funktionen bieten.

Induktiver Linearsensor

Kontaktlose Positionssensorik hat sich in der Industrieautomation und in mobilen Anwendungen einen festen Platz erobert. Vor allem magnetostriktive und induktive Sensoren sind inzwischen in vielen Anwendungsbereichen bewährt. Der induktive Wegaufnehmer TF1 ist für schnelle Positionieraufgaben geradezu prädestiniert. Er wird in Standardlängen von 100 bis 1000 mm angeboten.

Der Sensor besitzt dabei eine Auflösung von bis zu 1 µm. Die Update-Rate des Messsystems erreicht 10 kHz. Dies bedeutet einen Zeitverzug von höchstens 0,2 ms zwischen realer Position und dem zugehörigen Messwert. Dadurch lassen sich in Produktionsanlagen höhere Zykluszeiten erreichen, da die jeweilige Zielposition mit höheren Geschwindigkeiten angefahren werden kann. Typische Anwendungen des induktiven Wegaufnehmers finden sich beispielsweise bei Linearantrieben, Spritz- und Druckgussmaschinen, bei Pressen und Stanzen in der Blechbearbeitung, in Verpackungs- oder Holzbearbeitungsmaschinen oder bei der Positionserfassung an schnellen Bewegungseinheiten.

Unempfindlich gegenüber Magnetfeldern und Vibrationen

Dabei ist die genutzte proprietäre Novopad-Technik unempfindlich gegenüber Magnetfeldern, die beispielsweise von großen Motoren, Hydraulikventilen oder magnetisch aktivierten Spannvorrichtungen erzeugt werden. Die hohe mechanische Robustheit in Verbindung mit dem Messverfahren ergibt eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Schock und Vibration. Speziell für metallverarbeitende Betriebe interessant ist auch die Tatsache, dass sich am nichtmagnetischen Positionsgeber keine Metallspäne ansammeln.

Das Messsignal steht als analoges Strom-/Spannungssignal oder digital über SSI (Synchron-Serielle-Schnittstelle) zur Verfügung. Außerdem werden Kommunikationsschnittstellen gemäß IO-Link beziehungsweise CANopen-Standard angeboten. Ethernet-Schnittstellen sind geplant.

Genau bei großer Messlänge

Magnetostriktive Sensoren kommen überall dort zum Einsatz, wo hohe Zuverlässigkeit und Präzision in der Positions- und Geschwindigkeitsmessung gefragt ist, insbesondere in Kombination mit langen Wegen. Die Wegaufnehmer zur mechanisch entkoppelten und damit verschleißfreien Positionsmessung werden für Messlängen bis 4250 mm angeboten. Sie integrieren bereits nicht nur die Überwachung und Linearisierung der Messwerte, sondern garantieren auch ein Höchstmaß an Sicherheit und Dynamik bei der Datenübertragung.

Die Auflösung ist unabhängig von der Messlänge und beträgt einheitlich 1 μm. Die hohe mechanische Robustheit in Verbindung mit dem Messverfahren ergibt eine weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Schock und Vibration. Magnetostriktive Linearsensoren werden in Profil- (TP1) und Stabbauform (TH1/TM1) angeboten, eignen sich also auch zur Montage direkt in Hydraulikzylindern. Zur Wahl stehen neben analogen Strom- und Spannungsschnittstellen auch Start-/Stopp-Schnittstellen für bis zu drei Positionsgeber sowie SSI, CANopen- oder IO-Link-Schnittstelle.

Rotative Positionssensorik

Potentiometer, Hall- oder GMR-Effekt? Bei rotativen Positionssensoren hat der Anwender aktuell eine gute Auswahl. Potentiometrische und kontaktlose Winkelsensoren gibt es in den unterschiedlichsten Varianten und Baugrößen, angefangen von preisgünstigen Ausführungen im Kunststoffgehäuse bis hin zu Heavy-Duty-Lösungen in robusten Metallgehäusen.

Ein Highlight darunter sind die Multiturn-Sensoren der Baureihen RSM-2800/RMB-3600, welche zusätzlich zum Hall-Effekt den GMR-Effekt (Giant-Magneto-Resistance) nutzen. Sie liefern absolute Positionswerte, benötigen keinerlei Referenzsignale und benötigen zum Erfassen der Umdrehungen keine Stromversorgung oder Pufferbatterie. Der Messbereich beträgt bis zu 16 Umdrehungen. Der Messwert wird analog oder über SPI- beziehungsweise SSI-Schnittstelle ausgegeben.

Die Intelligenz voll nutzen

Da die Kommunikationsfähigkeit der Positionssensoren im Hinblick auf Industrie 4.0 im Fokus steht, ist auch hier IO-Link ein zentrales Thema. Dank IO-Link wird die Intelligenz der Sensoren in vollem Umfang für den Automatisierungsverbund nutzbar. Bei der Inbetriebnahme kann der Anwender Parameter wie Nullpunkt oder Drehrichtung einfach verändern und somit die Variantenvielfalt verringern.

Neben der reinen Positionsinformation lassen sich zudem weitere Infos wie Status- beziehungsweise Diagnosemeldungen austauschen. Fehler im Regelkreis sind rasch lokalisierbar, da die Einstellparameter zentral gespeichert sind. Ein Sensor kann daher in kurzer Zeit getauscht werden. Letztendlich bringt IO-Link so einen deutlichen Zusatznutzen ohne Mehrkosten, von der Automatisierungstechnik und Maschinenbau gleichermaßen profitieren.

Gerüstet für Industrie 4.0

Novotechnik hat eine ganze Reihe an Weg- und Winkelaufnehmern im Produktportfolio, die mit IO-Link verfügbar sind. Dazu gehören beispielsweise robuste Singleturngeber der Baureihe RFC-4800 mit magnetischen Sensoren, die sich mittlerweile in vielen industriellen und mobilen Anwendungen bewährt haben. Sie sind kompakt, einfach zu montieren und erfassen den Drehwinkel über volle 360 Grad mit einer Auflösung von bis zu 14 Bit. Weitere Sensoren mit IO-Link sind beispielsweise der absolute, magnetostriktive Wegaufnehmer TH1 in Stabform zur direkten Integration in Zylindern sowie die Wegaufnehmer TP1 (magentostriktiv) und TF1 (induktiv) in Profilbauform.