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Messsystem So erreichen Längen- und Winkelmessgeräte mehr Performance

| Redakteur: Sariana Kunze

Im Bereich der Automatisierungs- oder Medizintechnik hat sich die Technik in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. Um diesem Trend gerecht zu werden, wurden absolute und inkrementelle Längen- und Winkelmessgeräte weiterentwickelt. Neue Elektronik sorgt jetzt nicht nur für höhere Performance.

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In modernen Operationssälen kommen die Winkelmesssysteme von AMO mit der neuen Auswerteelektronik auch zum Einsatz.
In modernen Operationssälen kommen die Winkelmesssysteme von AMO mit der neuen Auswerteelektronik auch zum Einsatz.
(Bild: ©mario beauregard - stock.adobe.com )

Bessere Performance, höhere Auflösungen sowie zusätzliche Schnittstellen bei reduziertem Montageeinfluss auf die Messgenauigkeit – dafür sorgt eine neue Sensor-Generation des Herstellers Automatisierung Messtechnik Optik (AMO). AMO realisiert Messgeräte für geometrische Größen basierend auf dem induktiven Abtastprinzip Amosin. Es besteht aus hochentwickelten induktiven Sensoren und integrierter Auswerteelektronik (ASIC), bei der eine hochgenaue Teilung aus in Stahl fotolithografisch geätzten Strukturen abgetastet wird. Die Amosin-Längenmessgeräte werden als offene berührungslose oder als geführt gekapselte Systeme geliefert. Als Bauformen stehen absolute und inkrementelle Längenmessgeräte sowohl für Außen- als auch für Innenabtastung zur Verfügung. Besondere Merkmale der Messgeräte von AMO sind die hohe Schutzart IP67. „Mit der stetigen Weiterentwicklung der Applikationen unserer Kunden stiegen jedoch auch die Anforderungen an die Performance der eingesetzten Messgeräte“, berichtet Engelbert Hager, Vertriebsleiter bei AMO. Das betrifft vor allem den High-End-Bereich der Werkzeugmaschinen, Rundtische und Komponenten sowie direkt angetriebene Achsen, die z.B. auch in der Automatisierungs- oder Medizintechnik zum Einsatz kommen. Um diesem Trend gerecht zu werden, hat AMO eine Auswerteelektronik für die nächste Generation von Messgeräten entwickelt, die auf diese Bereiche abzielt. Zukünftig sollen alle Abtastköpfe – ob rotativ oder linear – mit der komplett überarbeiteten Elektronik versehen werden.

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Absolute Messgeräte mit seriellen Schnittstellen

Das System ermöglicht eine Leistungssteigerung: Höhere Auflösungen von bis zu 0,05 µm sind bis zur maximalen Drehzahl von bis zu 26.000 U/min realisierbar. Die nächste Generation vereint zudem höhere Drehzahlen und gute Langsamlauf-Eigenschaften in ein und demselben Sensor. Bei den rotativen Abtastköpfen können die Drehzahlen für hochgenaue Anwendungen auch verdoppelt werden. Darüber hinaus erreicht die Messtechnik eine höhere Wiederholgenauigkeit – von unter einem Mikrometer bzw. unter einer Winkelsekunde. Die Längen- und Winkelmessgeräte weisen nicht nur eine verbesserte Performance, Auflösung und Präzision auf, auch die Laufruhe bei Direktantrieben hat sich durch eine optimierte Signalqualität verbessern lassen. Ein drastisch reduziertes Signalrauschen sorgt aufgrund verbesserter automatischer Signalkompensation (Amplitude, Offset und Phase) für eine höhere Regeldynamik der Messgeräte. Außerdem wurde der Toleranzbereich für die zulässige Versorgungsspannung der Abtastköpfe erweitert. Der Trend geht in allen Bereichen in die Richtung, absolute Messgeräte mit rein seriellen Schnittstellen zur Übertragung der Positionswerte einzusetzen. So ist direkt nach dem Einschalten der Maschine die Position der Achse verfügbar, die inkrementellen Systeme benötigen hingegen eine Referenzfahrt zur Positionsbestimmung der Achse. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine störanfälligen Analogsignale verwendet werden und die Daten über größere Kabellängen übertragen werden können. Dafür muss das Messgerät allerdings an die verschiedensten Steuerungstypen über die jeweils verwendeten absoluten Schnittstellenprotokolle anschließbar sein. „So kann der Anwender die AMO-Messgeräte unabhängig vom Steuerungstyp einsetzen“, sagt Hager. Die Sensoren-Generation verfügt über die absoluten Schnittstellen EnDat 2.2, Mitsubishi und Yaskawa sowie die inkrementellen Schnittstellen 1Vpp bis zu 20 μm und TTL bis zu 0,05 μm sowie weitere serielle Schnittstellen. Sie ist mechanisch und elektrisch voll kompatibel zu bisherigen Längen- und Winkelmessgeräten.

Umrüsten mit geringem Aufwand

Auch die Nachrüstung bzw. der Umstieg auf die AMO-Generation in bestehenden Applikationen ist mit geringem Aufwand möglich, erklärt der Hersteller. Das mechanische Design der Messgeräte bleibt gleich, somit kann der Umstieg ohne konstruktive Anpassungen in der Maschine erfolgen. Außerdem sind in Bezug auf elektrische Daten, wie Auflösung, maximale Drehzahlen etc. voll rückwärtskompatible Varianten realisierbar. Die Geräte werden Schritt für Schritt in den Markt eingeführt. Die komplette Umstellung soll bis Ende 2017 abgeschlossen sein.

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