Viele industrielle Anwendungen arbeiten mit sehr hoher Genauigkeit, haben aber nur begrenzt Platz für die dafür notwendige Sensorik. Ein Hersteller hat jetzt sein Encoder-Portfolio erweitert: Mit der True-Power-on-Technologie erfassen sie die Umdrehungen der Welle auch im spannungslosen Zustand und eignen sich damit optimal für den Einsatz in Robotern und Fahrerlosen Transportfahrzeugen.

Megatron hat bereits seit einigen Jahren ETx25-Drehgeber im 25-mm-Kunststoffgehäuse in Singleturn- und Multiturn-Ausführung im Programm. Die Signalverarbeitung erfolgt bei den berührungslosen Encodern digital und basiert auf magnetischer Messwerterfassung. Dadurch ist eine hohe Störfestigkeit gegenüber Temperaturschwankungen und EMV-Einflüssen gewährleistet. Die Drehgeber der ETx25-Familie verfügen über ein hochwertiges Gleitlager mit einer Lebensdauer von über 100 Millionen Wellenumdrehungen. Zudem werden die Encoder in einem Gehäuse aus glasfaserverstärktem Kunststoff verbaut. Durch diese robuste Bauweise sind Defekte oder Ausfälle auch nach jahrzehntelangem Betrieb sehr selten. Bei Bedarf passt Megatron die Drehgeber exakt an die jeweilige Applikation an: Dafür stehen zahlreiche elektronische und mechanische Einbauoptionen zur Wahl, zum Beispiel Kit, Flansch und Gewindebuchse.

Mit ihren kompakten Abmessungen und den vielfältigen Individualisierungsmöglichkeiten eignen sich die ETx25-Geber für Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen. In Applikationen wie Industrierobotern und Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) werden seit langem Drehgeber der Baureihe ETx25 eingesetzt, da Roboter und FTF hochverfügbar und sehr genau sein müssen. Encoder der ETx25-Serie erfüllen diese Anforderungen aufgrund ihrer präzisen, störungsfreien Messwerterfassung und ihrer Robustheit optimal.

Verlust der Multiturn-Information bei Stromausfall 

Das neueste Mitglied der ETx25-Produktfamilie ist der Multiturn-Drehgeber ETM25. Er verfügt über moderne True-Power-On-Technologie, mit der Umdrehungen auch im stromlosen Zustand erfasst werden. Bisher kommen in diesen Applikationen oft Encoder zum Einsatz, die bei einem Stromausfall ihre Multiturn-Information verlieren – sie wird nicht gespeichert. Roboter und FTF müssen daher nach Wiederherstellung der Stromversorgung aufwändig ihre Ausgangsposition „wiederfinden“ und anfahren (rehoming). Dies ist zeitaufwändig und ineffizient.

Häufig werden in diesen Anwendungen Encoder verbaut, die zwar die Winkelposition im spannungslosen Zustand speichern, dafür aber eine interne Batterie verwenden. Diese Batterien beanspruchen einerseits Bauraum und haben andererseits eine begrenzte Lebensdauer, das heißt sie müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Folglich verursachen batteriebetriebene Drehgeber regelmäßig Stillstandszeiten der Roboter respektive FTF, in denen sie verbaut sind. Sie sind daher keine optimale True-Power-On-Lösung.

Hohe Winkelgenauigkeit durch Kombination des GMR- und AMR-Signals

Der magnetische Multiturn-Encoder ETM25 von Megatron hingegen bietet eine True-Power-On-Funktion ohne Batterie, da er auf der GMR-Technologie (Giant Magnetoresistance) basiert. Die GMR-Technologie nutzt den magnetoresistiven Effekt, bei dem der elektrische Widerstand von der Ausrichtung der Magnetisierung in magnetischen Schichten abhängt. Insgesamt arbeiten im ETM25 zwei Messverfahren zusammen: ein Giant Magnetoresistance (GMR)-Sensor, der die Anzahl der Umdrehungen des Systems zählt, sowie ein Anisotropic Magnetoresistance (AMR)-Sensor, der die absolute Position des Systems innerhalb von 360° bestimmt. Durch die Kombination des Ausgangssignals des GMR-Drehzahlsensors mit dem Ausgang des AMR-Winkelsensors meldet das Gerät die Position des Systems mit hoher Winkelgenauigkeit.

Da der ETM25 aufgrund der magnetischen Abtastung weder Batterie noch Getriebe benötigt, ist sein Gehäuse mit einem Durchmesser von 25 mm sehr kompakt – der Geber benötigt also vergleichsweise wenig Bauraum. Er weist eine unabhängige Linearität von ±0,05 %@3.600° auf, der mechanische Drehwinkel beträgt 0…15.840° und der elektrisch wirksame Drehwinkel 3.600° (optional bis 15.840°).

Megatron liefert den Drehgeber ab Werk mit einem Signal von 0...5 V, 0…10 V oder 4...20 mA (0...100% F.S./Full Scale) für einen Bereich von zehn Umdrehungen. Der Konstrukteur kann über die integrierte Teach-In-Funktion die Anfangs- und Endwerte sowie den Drehsinn individuell festlegen. Dabei steht ein maximaler Drehbereich von 44 Umdrehungen zur Verfügung.

Universell einsetzbar

Der Multiturn-Encoder ETM25 eignet sich neben der Winkelerfassung in Industrierobotern oder Fahrerlosen Transportfahrzeugen auch für Applikationen im Maschinen- und Sonderfahrzeugbau über den Gerätebau bis hin zur Medizintechnik. Generell ist der Encoder für alle Applikationen prädestiniert, bei denen es auf die Langlebigkeit der Komponenten ankommt. 

Megatron liefert den ETM25 wahlweise mit Flachbandkabel oder Rundkabel. Bereits ab kleinen Stückzahlen werden die Kabel auch (individuell) modifiziert – zum Beispiel mit einem Stecker ihrer Wahl. Die starke Kundenorientierung gehört seit jeher zur Philosophie des Unternehmens.

Autor
Matthias Herrmann,Marketingmanager