Hauptsitz: SIKO GmbH Weihermattenweg 2 79256 Buchenbach Deutschland Tel.+49 7661 394-0

Motorfeedbacksysteme: Präzise Positionsrückmeldung

Bei elektrischen Antrieben in der industriellen Automation kommt es auf eine präzise und zuverlässige Regelung an. Insbesondere bei Direktantrieben, bei denen Motor und angetriebene Maschine direkt verbunden sind und auf ein Getriebe verzichtet wird, ist eine ausgeklügelte Sensorik wie die von SIKO unabdingbar. Ein Motorfeedbacksystem übermittelt Positions- und Geschwindigkeitsmesswerte des Motors an eine Folgeelektronik. Diese wiederum regelt, mit welcher Geschwindigkeit, in welche Richtung und mit welcher Präzision der Motor verfahren soll. Das Messsystem muss auf die Anforderungen der Anwendung genau abgestimmt sein, um den elektrischen Antrieb möglichst effizient, sicher und ressourcenschonend arbeiten zu lassen. Die magnetischen Motorfeedbacksysteme von SIKO erfüllen die hohen Anforderungen industrieller Antriebstechnik an Präzision, Unempfindlichkeit gegenüber externen Einflüssen, Schock- und Vibrationsfestigkeit sowie einer möglichst kleinen, kompakten Bauform.

Inkrementelles und absolutes Positionsfeedback


Zu bedenken ist bei der Wahl eines Motorfeedbacksystems unter anderem, ob eine –kostengünstigere – inkrementelle oder eine absolute Lösung gefordert ist. Die absolute Positionsrückmeldung ist gegenüber der inkrementellen komfortabler, da der Sensor dank der einzigen absoluten Kodierung auf dem Magnetband stets genau weiß, an welcher Position er sich befindet – auch im stromlosen Zustand. Bei einer inkrementellen Kodierung mit regelmäßig angeordneten Nord- und Südpolen dagegen ist bei Wiedereinschalten stets eine Referenzfahrt erforderlich, um den Sensor wieder auf einen Referenzpunkt zu bringen. In manchen, vor allem sicherheitskritischen Anwendungen sind absolute Motorfeedbacklösungen daher unerlässlich.


Motorfeedback für lineare Direktantriebe und rotative Direktantriebe


Unterschieden wird bei der passenden Messtechnik für das Motorfeedback zwischen linearen und rotativen Direktantrieben in unterschiedlichen Größen und Varianten. SIKO-Lösungen gibt es für folgende lineare und rotative Anforderungen:



Linearmotor: eisenbehaftet oder eisenlos



Linearmotoren werden dort eingesetzt, wo es auf ein sehr gutes Kraft-Masse-Verhältnis, einen optimalen Gleichlauf und konstante Geschwindigkeit sowie höchste Bahngenauigkeit ankommt.
Alle Varianten erfordern ein genaues Positionsfeedback, wie es die MagLine-Serie von SIKO bieten kann. Möglich ist sowohl die inkrementelle als auch die absolute Positionsrückmeldung. Kleine, kompakte Bauformen ermöglichen eine einfache Integration und effiziente Inbetriebnahme. Die magnetischen Messsysteme von SIKO zeichnen sich durch eine hohe Positioniergenauigkeit und Regelgüte bei dynamischen Prozessen aus. Die Vorteile beim Motorfeedback für Linearmotoren auf einen Blick:


  • völlig berührungslos und verschleißfrei
  • robust bei Schock und Vibration
  • einfache Montage und Inbetriebnahme
  • inkrementelle und absolute Messtechnik

 


Torquemotor: Positionsfeedback für rotative Bewegungen



Bei den rotativen Direktantrieben sind es vor allem Torqueantriebe, die in ihrer Verbreitung zunehmend an Bedeutung gewinnen. Rotative Direktantriebe funktionieren ähnlich wie die linearen. Die Spule wird bei den rotativen Motoren jedoch in dem Magnetkreis gedreht. In der Regel verfügen Torquemotoren über eine durchgehende Hohlwelle, um Kabel oder Druckluftleitungen hindurchführen zu können. Torquemotoren sind ideal für Anwendungen, bei denen ein hohes Drehmoment kombiniert mit einem idealen Gleichlaufverhalten gefordert ist. Dank des großen Antriebsmoments sind große Beschleunigungen möglich, die dem System eine hohe Dynamik verleihen. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Sensorik. Die SIKO-Vorteile im Überblick:


  • kleine, integrierbare (offene) Sensorbauformen
  • integrierbarer Maßkörper (Magnetring) für verschiedene Baugrößen
  • Schnittstellen mit Signalausgabe in Echtzeit
  • hohe Genauigkeit für eine exakte Positionsrückmeldung und optimale Regelgüte
  • inkrementelle und absolute Messtechnik

 


Gantry-Achsen: Motorfeedback für zwei Linearantriebe in einem Portal



Gantry-Achsen (Portalachsen) sind Spezialfälle eines Linearantriebs. Es handelt sich um zwei getrennte Linearmotoren, die auf zwei Schienen parallel laufen und in der Steuerung zusammen geregelt werden. Gantry-Achsen sind sehr stabil und genau und werden beispielweise bei Handlings-, Montage- oder Pick & Place-Linien eingesetzt. Mit einer der beiden Achsen wird über ein Werkstück gefahren, während von der anderen Achse aus ein Werkzeug zur Bearbeitung abgesenkt wird. Vorteilhaft ist dabei der geringe Platzverbrauch, weil die Gantry-Achse genau dort verfährt, wo sie zur Bearbeitung benötigt wird. Eine andere Methode wäre, das Werkstück auf einem Tisch zu positionieren und den Tisch zur Bearbeitung hin- und herzubewegen. So wird jedoch deutlich mehr Platz benötigt. Wichtig bei den Portalachsen ist ein sehr präzises Zusammenspiel der beiden Schienen, was nur mit einer ausgefeilten Messtechnik zur Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung ermöglicht werden kann. Dabei müssen die beiden Vorschubmotoren mit jeweils einem eigenen Messsystem synchronisiert werden. Zusätzlich sind Positionen der X- und Z-Achse zu erfassen. Die Vorteile der SIKO-Messtechnik:


  • unempfindlich bei Verschmutzungen und Feuchtigkeit
  • einfach Montage
  • hohe Positioniergenauigkeit

 


Motorfeedback unter extremen Bedingungen



Motoren arbeiten teilweise unter sehr robusten Einsatzbedingungen, was nicht nur hohe Anforderungen an den Motor selbst stellt, sondern auch an die Messsensorik. Auch bei Staubentwicklung (Steinverarbeitung), Feuchtigkeit (Glasschneiden), im Ölbad oder bei mechanischen Einwirkungen wie Schock und Vibration muss das Motorfeedbacksystem präzise Positionen und Geschwindigkeiten anzeigen können. Die magnetischen Drehzahl- und Winkelmesssysteme von SIKO sind für diese extremen Aufgaben prädestiniert; die Vorteile z. B. bei der Anwendung im Ölbad:


  • lange Lebensdauer (berührungslos und lagerlos)
  • hohe Betriebssicherheit
  • Schutzart bis IP69K
  • flexible kundenspezifische Lösungen

 


Robotik: Kompakte Sensorik nach Kundenwunsch



In Roboteranwendungen wie Pick-and-Place-Modulen kommen Torquemotoren zum Einsatz. Die Roboterarme sind in der Regel gekapselt und enthalten kleine bis mittlere Torquemotoren. Die Messaufgaben bestehen in der Erfassung von Dreh- und Schwenkbewegungen. Die Herausforderung dabei ist der geringe Platz in der Anwendung. Sensoren für das Motorfeedback müssen sehr klein sein und im besten Fall ungekapselt verbaut werden können. SIKO sucht hier stets nach kundenspezifischen Lösungen abhängig vom Platzangebot in der Anwendung. In der Regel wird dann die reine Elektronik ohne Gehäuse eingesetzt. Die Vorteile im Überblick:


  • sehr kleine Bauformen zur Integration in Torquemotoren
  • kundenspezifische Lösungen, z. B. mit offenem PCB
  • Anpassung der Maßstäbe an den vorhandenen Bauraum
     

Magnetische Motorfeedbacklösungen von SIKO: MagLine


Magnetische Motorfeedbacksysteme bewähren sich in zahlreichen Anwendungen und Branchen, in denen es bei der Messsensorik auf Robustheit, Verschleißfreiheit, Langlebigkeit und hohe Genauigkeit ankommt, wie lineare und rotative Führungs- und Antriebstechnik, Holz-, Metall-, Stein-, Glas- oder Kunststoffverarbeitung, Lager- und Fördertechnik, Aufzugstechnik oder unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen wie im Ölbad oder bei Auswuchtmaschinen. SIKO MagLine arbeitet nach dem Prinzip der berührungslosen Abtastung von Magnetfeldern und setzt deren Messwerte in digitale oder analoge Signale um. Je nach Anforderung bieten vier Produktfamilien aufeinander abgestimmte Lösungen aus Magnetsensor, Maßstab (Magnetband oder Magnetring) und Folgeelektronik: MagLine Micro, MagLine Basic, MagLine Macro und MagLine Roto. Davon profitieren Sie bei SIKO MagLine:


  • völlig verschleißfrei
  • unempfindlich gegen äußere Einflüsse wie Staub, Feuchtigkeit, Öl, Fett etc.
  • extrem robust bei Schock und Vibration
  • hohe System- und Wiederholgenauigkeit
  • Magnetbänder, die von SIKO in speziell entwickelten Prozessen kodiert werden
  • inkrementelle und absolute Kodierungen möglich
  • einfache Handhabung und Montage (Magnetbänder als Rollenware zur Selbstkonfektionierung)
  • langlebig und wirtschaftlich

 


Mehr Sicherheit: Magnetsensor mit SIL2-Zertifikat und DRIVE-CLiQ-Schnittstelle


Die Einhaltung geforderter Sicherheitsfunktionen wird im Maschinenbau immer wichtiger. Gut, wenn einzelne Komponenten der Maschine bereits sicherheitszertifiziert sind und in der Sicherheitsbetrachtung der Gesamtanlage nicht mehr berücksichtigt werden müssen. Der MagLine-Sensor MSA111C ist der erste absolute messende Magnetsensor in offener Bauweise – bei dem also Maßstab und Elektronik mechanisch komplett entkoppelt sind – der nach SIL2 zertifiziert ist. Er wurde auf Basis der Siemens-Schnittstelle DRIVE-CLiQ entwickelt, deren SIL-Fähigkeit es erlaubt, Sicherheitsfunktionen zu realisieren. Bestimmte Anwendungen erfordern zum Schutz des Bedieners eine sichere Position oder eine sicher reduzierte Geschwindigkeit des Motors. Es muss also gewährleistet sein, dass das Motorfeedbacksystem das Signal stets sicher übermittelt – mit dem MSA111C hat der Anwender die zertifizierte Gewissheit.

Produktauswahl

Applikationsvideo

Newsletter

cutout of cut_out_asset_26849.jpg

SIKO-Messenger:

Technische News, Praxistipps, Applikations-
beispiele und Infos zu Branchenevents für
Konstrukteure und Entwickler!

Newsletter abonnieren

Messetermine

ATX West 2018

06.02. - 08.02.2018 | Anaheim, CA, USA
Stand: 4120


EMEX

01.03. - 03.03.2018 | Auckland, Neuseeland
Stand: 3012


Hannover Messe 2018

23.04. - 27.04.2018 | Hannover, Deutschland


Messekalender

Flyer

Weitere Informationen finden Sie in unserem Flyer "Motorfeedbacksysteme"
PDF (1.3 MB)

Whitepaper

Lesen Sie unseren Whitepaper "Hohe Produktivität mit offenen Motorfeedback-Systemen"

PDF (4.43 MB)

Pressebericht

Mit Safety-Version sparen, elektrotechnik 10/2016
PDF (9.66 MB)