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

Tochtergesellschaft: SIKO MagLine AG Alte Steinhauserstrasse 35 6330 Cham Schweiz Tel.+41 41 747 21 01

Encoder Übersicht für die industrielle Antriebstechnik

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, sind intelligente Encoder unabdingbar.

Die offenen und berührungslosen Encoder von SIKO übermitteln Position und Geschwindigkeit 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 Encoder von SIKO erfüllen die hohen Anforderungen industrieller Antriebstechnik an Präzision, Unempfindlichkeit gegenüber externen Einflüssen, Schock- und Vibrationsfestigkeit. Kundenspezifische Lösungen, zum Beispiel in Form von gehäuselosen Encodern (PCB Lösung) sind prädestiniert für möglichst kleine und kompakte Bauformen. Die Messtechnik von SIKO fungiert als offene und berührungslose Drehgeber.

Inkrementelles oder absolutes Positionsfeedback
Zu bedenken ist bei der Wahl eines Motorfeedbacksystems unter anderem, ob eine 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 kostengünstigeren Encodern mit inkrementeller Kodierung ist bei Wiedereinschalten stets eine Referenzfahrt erforderlich, um den Sensor wieder auf einen Referenzpunkt zu bringen. In manchen, vor allem sicherheitskritischen Anwendungen sind absolute Encoder daher unerlässlich.
 

Echtzeit-Feedback mit magnetischen Encodern an linearen und rotativen Direktantrieben


Die magnetischen Encoder dienen zur hochgenauen Erfassung von Position und Geschwindigkeit für eine Vielzahl von linearen und rotativen Anwendungen:


Linearmotoren und Linearantriebe



Linearmotoren werden dort eingesetzt, wo es auf ein sehr gutes Kraft-Masse-Verhältnis, einen optimalen Gleichlauf und konstante Geschwindigkeit sowie höchste Bahngenauigkeit ankommt.
Die Encoder der MagLine-Serie von SIKO bieten inkrementelles und absolutes Positionsfeedback für verschiedene Ausführungen von Linearmotoren.


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


Linearmessung mit PCB-Lösungen für kleine Bauräume – die SIKO linCoder-Technologie
Mit der linCoder-Technologie bietet SIKO die Möglichkeit für kundenspezifische, individuelle PCB-Lösungen für lineare Anwendungen. Sie ermöglicht die Integration in kleine Bauräume und die Umsetzung kompakter Antriebslösungen. Die linCoder Produkte lieferen inkrementelle oder absolute Messdaten zur Erfassung von Position und Geschwindigkeit.


linCoder inkrementell
Encoder zur Ausgabe von digitalen Inkrementen oder analogen sin-/cos-Signalen auf Basis der SIKO Magnetbänder. Alternativ kann ein direktes Auslesen der Motormagnete über SIKO Polsensoren erfolgen.



linCoder absolut
Encoder zur direkten, absoluten Positionsrückmeldung. Nach stromlosen Zuständen, bzw. nach dem Einschalten stehen die Messwerte sofort zur Verfügung. Dies bietet sich vor allem in sicherheitskritischen Anwendungen an. Es stehen aktuell Messlängen bis zu 16 m zur Verfügung.



Gantry-Achsen: Positionswerte für zwei Linearantriebe in einem Portal



Gantry-Achsen (Portalachsen) sind besondere Varianten von Linearantrieben. Es handelt sich um zwei getrennte Linearmotoren, die auf zwei Schienen parallel laufen und in der Steuerung zusammen geregelt werden. Gantry-Achsen sind stabil, genau und werden beispielweise bei Anwendungen in den Bereichen Handling, Montage oder Pick & Place eingesetzt. Wichtig bei den Portalachsen ist ein sehr präzises Zusammenspiel der beiden Schienen, was nur mit einer abgestimmten Messtechnik zur Erfassung von Position und Geschwindigkeit möglich ist. 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-Encoder für diese Anwendung sind:


  • hohe Positioniergenauigkeit und Auflösung
  • lange Lebensdauer (berührungs- und lagerlos)
  • hohe Betriebssicherheit
  • Unempfindlichkeit bei Verschmutzungen und Feuchtigkeit
  • einfach Montage
     

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
     

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 Herausforderung für die Messaufgabe in der Robotik ist daher die präzise Erfassung von Dreh- und Schwenkbewegungen bei gleichzeitig begrenztem Bauraum. Diese Anforderungen erfordern die Integration der Encoder und profitieren von den individuellen Lösungen der linCoder- und flexCoder-Technologie von SIKO.


Encoder für die Robotik müssen sehr klein sein und oft ohne Gehäuse verbaut werden können. SIKO bietet kundenspezifischen Lösungen abhängig vom Platzangebot in der Anwendung. Die Vorteile im Überblick:


  • sehr kleine Encoderbauformen zur Integration in Torquemotoren
  • kundenspezifische Lösungen, z. B. mit offenem PCB
  • hohe Genauigkeiten
  • exakte Positionsrückmeldung für optimale Regelgüte in der Robotik
  • absolute und inkrementelle Lösung
  • Anpassung der Maßstäbe an den vorhandenen Bauraum
     

Rotative Messsysteme mit PCB-Lösungen für kleine Bauräume – die SIKO flexCoder-Technologie
Speziell für die direkte Integration des Encoders in den Motor bietet SIKO mit der flexCoder-Technologie kundenspezifische, individuelle PCB-Lösungen für rotative Anwendungen. Sie ermöglicht die Integration in kleine Bauräume und die Umsetzung kompakter Antriebslösungen. Die offenen flexCoder Encoder liefern inkrementelle oder absolute Messdaten. Erfasst werden Drehzahl, Position- und Geschwindigkeit. Die Encoder ermöglichen einen passgenauen Einbau in das Motordesign.


flexCoder inkrementell
Die Encoder der flexCoder Produktreihe liefern digitalen Inkremente oder analoge sin-/cos-Signale. Ergänzend werden Kommutierungssignale zur Motorregelung bereitgestellt.




flexCoder absolut
Die Encoder des flexCoder Produktprogramms, wie z.B. der MSAC200 geben eine direkte, absolute Positionsrückmeldung, auch nach stromlosen Zuständen. Die kundenspezifische Anpassung an den Radius der Motorwelle ermöglicht den flexCoder Messsystemen einen passgenauen Einbau in das Motordesign. Die flexCoder Systeme gibt es als Singleturn- und Multiturn-Lösung sowie einer Auflösungen bis 20 Bit.




Magnetische Encoder unter extremen Bedingungen




Motoren arbeiten teilweise unter sehr widrigen Einsatzbedingungen, was nicht nur hohe Anforderungen an den Motor selbst stellt, sondern auch an die Messtechnik. Auch bei Staubentwicklung (Steinverarbeitung), Feuchtigkeit (Glasschneiden), im Ölbad oder bei mechanischen Einwirkungen wie Schock und Vibration muss die Messtechnik zuverlässig funktionieren. Die magnetischen Encoder erfassen zuverlässig Umdrehungen und Winkel, inkrementell oder absolut. Die offenen Encoder 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
     

Magnetische Encoder von SIKO: MagLine
Magnetische Messsysteme bewähren sich in zahlreichen Anwendungen und Branchen, in denen es bei der Sensorik auf Robustheit, Verschleißfreiheit, Langlebigkeit und hohe Genauigkeit ankommt. Beispiele sind die  lineare und rotative Führungs- und Antriebstechnik. Ebenso Produktionsmaschinen aus den Bereichen Holz, Metall, Stein, Glas oder Kunststoff sowie die Lager-, Förder- und Aufzugstechnik. Die SIKO MagLine Messtechnik 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. Die generellen Vorteile der magnetischen Encoder:


  • arbeiten völlig verschleißfrei
  • sind unempfindlich gegen äußere Einflüsse wie Staub, Feuchtigkeit, Öl, Fett etc.
  • sind extrem robust bei Schock und Vibration
  • bieten hohe Systemgenauigkeit und Wiederholgenauigkeit
  • bieten inkrementelle oder absolute Kodierungen
  • sind einfach im der Handhabung und Montage (Magnetbänder als Rollenware zur Selbstkonfektionierung)
  • sind 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 AMSA111C 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 der Encoder das Signal stets sicher übermittelt – mit dem absolut messenden Encoder AMSA111C hat der Anwender die zertifizierte Gewissheit.


Funktionale Sicherheit - Safety-Encoder für eine  sichere Positionserfassung
Encoder von SIKO helfen intelligente Safety-Konzepte umzusetzen und unterstützen bei der Realisierung von Sicherheitsfunktionen.


Sichere, redundante Encoder und Systeme helfen Ihnen dabei, Ihr Gesamtsystem normgerecht aufzubauen. Ausgewählte Encoder erfüllen hierbei die Anforderungen für den Einsatz in Anwendungen bis Performance Level d (PLd). Spezielle Encoder mit SIL2-Zertifizierung erlauben den Einsatz in Sicherheitsanwendungen.


Die Beachtung der mechanischen Anforderungen an die Magnetringe wie der Formschluss für die sicherheitsgerechte Montage sind Teil der Systemlösung für Safety Anwendungen


          


Schnittstellen
Neben den klassischen inkrementellen Ausgangssignalen (digitale Zählimpulse oder analoge Sinus-Cosinus-Signale) unterstützt SIKO eine Vielzahl an absoluten Schnittstellen, die im Motorregler vorhanden sind. Diese sind zum Beispiel SSI, BISS INTERFACE, CANopen, IO-Link oder DRIVE-CLIQ.


           


 

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Messetermine


PROPAK VIETNAM 2020

09.09. - 11.09.2020 | Ho Chi Minh City, Vietnam
Stand: B21


IMTS 2020

14.09. - 19.09.2020 | Chicago, USA
Halle: East Level 3, Stand: 135077


Messekalender

Flyer

Weitere Informationen finden Sie in unserem Flyer "Motorfeedbacksysteme"
Art.-No. 88874 PDF (1.28 MB)

Whitepaper

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

Lesen Sie unseren Whitepaper "Hohe Produktivität mit offenen Motorfeedback-Systemen"
PDF (4.43 MB)