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INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2020

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2020

STEUERN UND ANTREIBEN I

STEUERN UND ANTREIBEN I TITEL Frischer Wind bei Motorfeedback Wie sich die Multiturn-Technologie jetzt auch in Kleinstmotoren einsetzen lässt Für Performance auf engstem Raum stehen die miniaturisierten 22 mm Kit-Encoder eines Sensorherstellers, die erstmalig Multiturn in Kleinstmotoren ermöglichen und somit eine Neuheit im Bereich des Motorfeedback darstellen. Die Drehgeber-Kits setzen bei der Versorgung der Zählelektronik auf Energy Harvesting per Wiegand- Sensor, das heißt, dass sie ohne Batterien oder sperrige Getriebe auskommen können. Lesen Sie mehr. Jörg Paulus, bei Posital als General Manager für das Europa-Geschäft zuständig: „Mit unseren Multiturn-Kits für Miniantriebe haben wir ein neues Produkt geschaffen, das es bis dato in diesem Segment nicht gab – und mit dem wir Motorherstellern aus dem Stand ganz neue Optionen an die Hand geben“. Da eine schlank-bauende Multiturn- Technologie bislang fehlte, sind Klein- und Kleinstantriebe weitgehend ohne integriertes Motorfeedback oder allenfalls mit inkrementalen oder reinen Singleturn Kits ausgerüstet. Anders als Multiturn-Geber, die bei Stromausfall die Bewegungen der nachlaufenden Welle exakt erfassen und die gepufferten Daten beim Restart als präzises Positionssignal an die übergeordnete Motorsteuerung weitergeben, stehen Inkremental- Kits hier prinzipiell mit leeren Händen da. Das einzige, was sie als Referenz anbieten können, sind die Positionswerte unmittelbar vor dem Stromausfall – und diese sind nicht deckungsgleich mit der tatsächlichen Position. Aus diesem Grund fahren Motoren mit inkrementalem Feedbacksystem beim Restart in den Ausgangsmodus und starten bei Null – jedoch mit Nebenwirkungen. Werkstücke etwa, deren Bearbeitung in einem 3-D-Printer abrupt unterbrochen wurde, können nicht zu Ende gefertigt werden. Sie sind automatisch Ausschuss. Multiturn- Geber hingegen sorgen für mehr Genauigkeit, Datentiefe und Prozesssicherheit. „Bei kurzfristigen Stromausfällen, die es häufiger Isa-Patrizia Kemmner, Mitarbeiterin der Abteilung Marketing & PR bei der Posital-Fraba GmbH in Köln 22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 04/2020 www.industrielle-automation.net

TITEL I STEUERN UND ANTREIBEN 01 gibt als man denkt, sind die Multiturn-Geber wie das Netz mit doppeltem Boden. Das ist bei vielen OEMs von Kleinstantrieben direkt auf großes Interesse gestoßen“, so Paulus. In ihrem Metier sind Kleinstmotoren, deren Einsatzspektrum immer breiter und anspruchsvoller werden, nicht nur in schnellen „Pick-and-Place“- Anlagen oder Cobots, sondern zunehmend auch in der Medizin bzw. der Luftfahrt, ein wichtiger Bestandteil. Mini-Kits: passgenau auf gängige Kleinstmotoren Mit ihrem kompakten Footprint – Durchmesser: 22 mm, Bauhöhe: 23 mm, Gewicht: 35 g – sind die Mini- Kits passgenau auf die gängigsten Kleinstmotoren abgestimmt. Problemlos lassen sie sich in vorhandene Motoren eindesignen. Schnell und sicher gehen auch Installation und Kalibrierung vonstatten. Während der rotierende Permanentmagnet direkt am Ende der Welle fixiert wird, lassen sich die übrigen Bauteile des Mini-Kits – mit dem gerade einmal 20-Cent-großen Elektronikpaket inkl. Wiegand-Sensor als Herzstück – mit ein paar Handgriffen an der Rückseite des Motors montieren. Die Montage durch den OEM findet unter Garant für die Multiturn-Performance von Miniaturantrieben ist der kompakte Wiegand-Sensor normalen Fabrikbedingungen statt. Der seitlich am Kit angebrachte Stecker sorgt für die Verbindung zum Motor. Wahlweise stehen mit SSI und Biss C zwei offene, herstellerneutrale Schnittstellen zur Verfügung. Abgerundet wird der „Plug-and-Play“-Ansatz durch die inte grierte Kalibrierfunktion, die das Feedbacksystem – durch kurzes Andrehen der Welle – optimal auf den jeweiligen Motor einstellt und die Parameter automatisch im Speicher hinterlegt. „Mit unseren 22er-Kits stellen wir ein Feedback- System zur Verfügung, dessen magnetische Präzisionstechnik wir schon länger als feste Größe bei Anbaudrehgebern sowie bei integrierten Montage-Kits etabliert haben“, unterstreicht Paulus. Seit 15 Jahren forciert Posital den Switch von optischer zu magnetischer Messtechnik bei Präzisions-Gebern. Aufgrund immer leistungsfähigerer Mikrochips, mehr Rechenpower und innovativer Algorithmen, die im eigenen F&E-Zentrum entstanden, gelang 2013 der Durchbruch mit einem magnetischen Absolutgeber, der mit einer Auflösung von 16 Bit zu den optischen Encodern aufschließen konnte. Seither ist die Magnetik, die sich durch größere Robustheit, kompaktere Bauweise und geringere Kosten auszeichnet, konstant im Aufwind – im Standalone-Bereich wie bei integrierten Kits, wo die Position direkt am Antrieb statt über den Umweg an den unterschiedlichen Achsen ermittelt wird. Energieautarke Versorgung der Zählelektronik Die 22er-Kits stellen die Nachfolger der 36-mm-Serie dar, die Posital Ende 2016 als magnetische Feedback- Kits für Servomotoren gelauncht hat – und damit erstmalig eine Alternative zu klassischen Resolvern und kostenintensiven Optik-Systemen. Gut ein Jahr später folgte mit den Stepper Kits eine weitere Variante der 36er-Serie, die gezielt für das Nachrüsten in Schrittmotoren konzipiert wurde – und auch hier einfache Inkrementalgeber ersetzte und Multiturn sowie mehr Funktionalität ermöglichte. Paulus: „Aufbau wie Funktionsweise sind prinzipiell identisch und unterstreichen, dass es sich bei unseren Kits um eine konsequent entwickelte, skalierbare Produktfamilie handelt. Während sie übergreifend mit 17-Bit-Auflösung und einer Genauigkeit von 0,09 ° aufwarten, war die Reduzierung des Einbauraums um fast zwei Drittel der Schlüssel für den erfolgreichen Start der 22-mm- Serie.“ Möglich sei die Miniaturisierung durch die geschickte Platzierung der Bauteile wie den Hall- Sensoren geworden, die auf das rotierende Magnetfeld reagieren und die Singleturn-Erfassung leisten sowie dem 32-Bit-Mikroprozessor für die übergreifende Auswertung aller Signale, die digital ausgegeben werden. So wurde Platz auf der Rundplatine des 22-mm-Kits geschaffen, indem der eigentliche Anschlussstecker 01 Montage und Installation des 36er-Stepper-Kits auf einem Schrittmotor erfolgen im Handumdrehen 02 Das magnetische 22-mm-Feedback-Kit für Servo motoren besteht aus Permanent-Magnet, Elektronik, EMV-Schutzgehäuse und Montagetechnik 02 www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 04/2020 23

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