Hochgenaue Längen- und Winkelmessgeräte sind weltweit im Einsatz. In den meisten Fällen können die Systeme mit den standardmäßigen mechanischen und elektronischen Schnittstellen problemlos installiert werden. Manchmal sind allerdings besondere Lösungen gefragt, um die Messgeräte optimal in die Anwendung integrieren zu können.

Überall dort, wo Positionieraufgaben präzise und dynamisch zugleich ausgeführt werden, sind die Längen- und Winkelmessgeräte von Amo gefragt. Mit ihrem patentierten ­Amosin-Messprinzip erreichen die Systeme Auflösungen im Submikrometer-Bereich und erfassen Positionswerte mit Abweichungen von weniger als 1 Mikrometer pro Signalperiode. Diese Eigenschaften schaffen die Voraussetzungen für die Konstruktion hocheffizienter Maschinen und Anlagen. Viele Anwender schätzen die Präzision der Geräte sowie ihre hohe Funktionale Sicherheit, die eine Verwendung in Applikationen bis SIL 2 ermöglicht. Durch die neue EnDat3-Schnittstelle wurde zudem die Bandbreite für die Datenübertragung an die Steuerung erweitert: Sie beträgt jetzt 12,5 Mbit/s für Kabellängen bis zu 100 m und 25 Mbit/s für Kabel mit einer Länge von bis zu 40 m.

Meist werden die Längen- und Winkelmess­geräte von Amo über die integrierten mechanischen und elektronischen Schnittstellen mit dem Antrieb verbunden. Es gibt aber auch Einbausituationen, die den Anschluss der Geräte auf herkömmliche Art und Weise nicht zulassen. In solchen Fällen ist Amo ein zuverlässiger Partner hinsichtlich Sonderlösungen – sowohl was die mechanische Ausführung der Messgeräte betrifft als auch bei der Adaptierung der elektrischen Schnittstellen entsprechend den Kundenanforderungen. 

Druckindustrie: Kundenspezifische Lösung auf Basis des Messflansches

In Bereichen wie beispielsweise der Druckmaschinenindustrie müssen oft zusätzliche, branchenspezifischen Anforderungen umgesetzt werden. Die berührungslosen Gebersysteme zur Positionserfassung an Walzen und Zylindern in Druckmaschinen befinden sich häufig in Atex-Zone 1. Hier kann bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln entstehen. Aus diesem Grund müssen Messgeräte, die in diesem Bereich zum Einsatz kommen, die Anforderungen der Atex-Richtline 2014/34/EU erfüllen. Die inkrementellen Längen- und Winkelmessgeräte von Amo wurden vom TÜV Austria für den Einsatz in den Atex-Zonen 1 und 2 im Temperaturbereich zwischen -10 °C ≤ Tamb ≤+70 °C zertifiziert (Ex mb IIC T4 Gb). Damit können die Geräte auch in Anwendungen verbaut werden, die eine Oberflächentemperatur von bis zu 135 °C erreichen. Die inkrementellen Winkelmessgeräte von Amo erfüllen nicht nur die Voraussetzungen für die Verwendung in den Atex-Zonen 1 und 2 – sie weisen mit Auflösungen von bis zu 0,05 µm auch die nötige Präzision auf. Für die Messaufgabe in den Druckmaschinen passte die Standard-Maßverkörperung der Geräte allerdings nicht zu 100 Prozent. Deshalb entwickelte Amo eine kundenspezifische Lösung auf Basis des Messflansches: Das Edelstahlband mit einer hochgenauen Teilung verfügt neben der eigentlichen Messspur über eine Referenzspur – diese kann wahlweise mit einzel- oder abstandskodierten Referenzmarken ausgeführt werden.

Robotik: Hohe Positioniergenauigkeit auf weniger Bauraum 

In der Robotik steigern die Amo-Winkelmessgeräte als sogenannte Secondary Encoder die Positioniergenauigkeit am Tool-Center-Point von Knickarmrobotern um 70 bis 80 Prozent. Die Winkelmessgeräte kompensieren die Bewegungsabweichungen der Roboter, die durch das mechanische Spiel zwischen den Komponenten des Antriebsstrangs, die Krafteinwirkung sowie dynamische Effekte während des Bearbeitungsprozesses entstehen. Secondary Encoder werden zusätzlich zu den bereits installierten Dreh­gebern hinter dem Getriebe der Roboterachse montiert. Sie erfassen die tatsächliche Position jedes Robotergelenks im dreidimensionalen Raum, sodass der Roboter das Werkzeug mit der gewünschten Präzision führt.

Eine Herausforderung für den Einbau der Winkelmessgeräte ist das festgelegte Design der Roboter: Die Hersteller können es nicht an die Messtechnik anpassen, da der Aufwand zu groß wäre. Amo entwickelt deshalb auch in der Robotik Sonderlösungen für die Integration seiner Winkelmessgeräte in die Anwendung. Die Modifikationen betreffen sowohl die Maßverkörperung in Form eines Messflansches als auch das mechanische Design des Abtastkopfes. Da der Bauraum in den Robotern sehr begrenzt ist, müssen die Konstrukteure von Amo die Abmessungen der Komponenten so gering wie möglich halten.

Drehzentren: Anwendungsspezifische Auslegung der Maßverkörperung und des Abtastkopfes 

Neben elektronischen und mechanischen Anpassungen führt Amo auch Kombinationen aus beidem durch – zum Beispiel für einen Hersteller von Drehzentren. In den Anlagen sorgen Winkelmessgeräte für die präzise Ausrichtung des Drehmeißels, der die Werkstücke bearbeitet. Amo legte sowohl die Maßverkörperung als auch den Abtastkopf anwendungsspezifisch aus. Der kundenspezifisch gefertigte Messring wird so in der Achse verbaut, dass mechanische Einflüsse des Lagers oder anderer Bauteile auf die Positionserfassung minimiert werden.

Der Abtastkopf ist ebenfalls eine Sonderausführung und basiert auf dem Winkelmessgerät WMK 2010 mit integrierter Elektronik. Die ­Ingenieure von Amo haben den Stecker mit einer Temperaturfühlerleitung ausgestattet, über die die Information ohne zusätzliches Kabel ­direkt in den Schaltschrank geführt wird.

Sonderlösungen haben viele Vorteile

Da Amo die kundenspezifischen Messringe und Abtastköpfe auf der Grundlage technischer Zeichnungen des Auftraggebers fertigt, passen sie sich optimal in die Anwendung ein: Die Messtechnik kann an der Position installiert werden, an der sie die besten Ergebnisse liefert. Durch die Auftragsfertigung ist somit sichergestellt, dass die Längen- und Winkelmessgeräte die Anforderungen der Applikation exakt erfüllen. Der Kunde bekommt die auf einem Drehteil montierte Maßverkörperung darüber hinaus als Komplettlösung und kann sie daher mit wenigen Handgriffen montieren. Das ermöglicht effiziente Abläufe im Maschinen- und Anlagenbau.