Absolute Feedbacksysteme für effiziente Antriebe Magnetcodiertes Wegmesssystem

Die exakte, echtzeitfähige und absolute Erfassung der aktuellen Wellen- oder Schlittenposition moderner Antriebs- und Positioniersysteme ist Voraussetzung für ein regelgenaues und intelligentes Antriebskonzept. Mit der Baureihe BML bietet Balluff robuste, sehr genau und schnell arbeitende absolute Weg- und Winkelmesssysteme als Feedbacksysteme, die sich ideal zum Anbau oder der direkten Integration in Antriebs- und Positioniersysteme eignen.

Die neuen Geräte mit Permagnet-Nonius-Technologie schließen eine Lücke im Segment der kompakten, integrativen, absoluten Messsysteme im IP-67-Gehäuse zum externen Anbau. Mit ihnen lassen sich beispielsweise 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. Die extrem kleinen Anbausysteme im Metallgehäuse finden auch in den engsten Einbauräumen ihren Platz.

Warum inkrementell, wenn absolut geht?

Allen gemein sind die Vorzüge absoluter Messsysteme, wie zum Beispiel sofortige Einsatzbereitschaft beim Einschalten, kein Positionsverlust bei ungeplanten Stopps, schnelles Anfahren auch bei komplizierten Mehrachsapplikationen. Lineare Ausführungen der magnetcodierten Systeme kommen schon lange bei der Positionsüberwachung der x-, y-, und z-Achsen in Werkzeugmaschinen oder in Direktantrieben von Pick-&-Place-­Automatisierungssystemen zum Einsatz.

Viele nutzen sie als kostengünstige und robuste Alternative zu Glasmaßstäben. Auch findet man sie in vollelektrischen Mikrospitzgießsystemen, wo sie beim Plastifizierungsvorgang Einspritzmenge und Druckhaltung präzise kon­trollieren. Als hochdynamische Systeme werden sie ebenso auch in Druckereien bei der digitalen Druckplattenbelichtung geschätzt. Dort sorgen sie in den elektrischen Antriebsachsen, als robuste Alternative zu hochgenauen optischen Verfahren, für ein Echtzeit-Feedback mit hoher Gleichlaufgüte.

Aufbau des Messsystems

Magnetcodierte Weg- und Winkelmesssysteme setzen sich aus einem Sensorkopf und einem magnetisch codierten Magnet-Maßköper 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 magnetcodierten Maßkörper.

Da die Systeme magnetisch und berührungslos arbeiten, sind sie auch unempfindlich gegenüber Temperaturwechsel und Verschmutzung, beispielsweise durch Staub und Öl oder Verschleiß. Deutliche Unterschiede gibt es in der Qualität der Magnetmaßkörper, die wesentlich von der Stärke und Gleichmäßigkeit der Magnetfelder bestimmt wird.

Funktionsweise der Permagnet-Nonius-Technologie

Balluff setzt hier auf die Perma­gnet-Nonius-Technologie. Diese Technologie, die erstmals bei der Weiterentwicklung von Festplattenspeicher eingesetzt wurde, erlaubte eine dichtere Pack­ung von Bits, mit der eine signifikante Erhöhung der Speicherkapazität erreicht wurde. Durch die senkrechte (perpendikular = senk-, lotrecht) 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 (in Längsrichtung) Magnetisierungstechnologie gefertigt sind, zeichnen sich die BML-Systeme mit Permagnet-Maßkörper 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 verfügbar.