Schaalbare meetsystemen voor de toepassingsspecifieke aandrijfregeling

Eén motor – veel mogelijkheden: met meetsystemen van HEIDENHAIN, AMO en RENCO kan een aandrijving eenvoudig aan de meest uiteenlopende toepassingen worden aangepast. Want compatibele mechanische en elektronische interfaces maken een probleemloze connectiviteit mogelijk, terwijl de verscheidenheid aan varianten het gebruik van verschillende meetsystemen op één motor mogelijk maakt. Zo kan de machine- en installatiebouwer zijn aandrijfoplossingen standaardiseren en via de meettechniek voor de betreffende toepassing optimaliseren.

Voor elke aandrijving de juiste meetsysteemoplossing
Diversiteit maakt standaardisaties mogelijk. Dat tonen op de SPS 2019 roterende encoders en hoekmeters van HEIDENHAIN, AMO en RENCO voor de aandrijfbesturing. Want door de grote verscheidenheid aan varianten in meetsystemen hebben motorfabrikanten en machine- en installatiebouwers ongeëvenaarde mogelijkheden om hun aandrijvingen via de meettechniek aan te passen aan de meest uiteenlopende toepassingen. Zo zijn bijvoorbeeld voor de standaardontwerpen 35 mm en een 58 mm roterende encoders met inductieve of optische aftasting, verschillende nauwkeurigheidsklassen en single- of multiturn-functionaliteit bij identieke mechanische interface beschikbaar. De inductieve, niet-geschakelde roterende encoders ECI/EQI 1100 en ECI/EQI 1300 zijn geschikt voor montage aan de optisch afgetaste, gelagerde roterende encoders van de serie ECN/EQN 1100 en ECN/EQN 1300. In de praktijk betekent dat: door omschakeling tussen inductieve en optische roterende encoders kunnen robuustheid, bouwlengte en nauwkeurigheid op toepassingsspecifieke wijze worden gevarieerd. Zo kan de nauwkeurigheid van het systeem van één motor worden verbeterd van ±65" naar ±20".

Veel interfaces garanderen compatibiliteit
De koppeling met alle gangbare motorbesturingen maakt de veelzijdige elektronische compatibiliteit mogelijk, bijvoorbeeld via de seriële interfaces EnDat, DRIVE-CLiQ, Fanuc Serial Interface, Mitsubishi High Speed Interface en nog veel meer. Deze volledig seriële interfaces bieden besparingspotentieel bij de bekabelingstechniek tussen positiemeetsysteem en volgelektronica, omdat de overdracht van de analoge signalen vervalt. De positiewaarden worden in het meetsysteem gedigitaliseerd en vervolgens naar de volgelektronica overgedragen. Dit minimaliseert de invloeden op de kwaliteit van de positie-informatie en de overdracht ervan, die bij sinussignalen kunnen optreden, en verhoogt de mogelijke positieresolutie in vergelijking met incrementele interfaces met TTL- of HTL-uitgangssignalen. Een seriële interface maakt het ook mogelijk om het "elektronische typeplaatje" over te dragen, d.w.z. gegevens om het meetsysteem en de aandrijving in bedrijf te stellen. En deze verstrekt aanvullende informatie zoals de wikkelingstemperatuur van de motor of diagnosegegevens. De EnDat-interface maakt het mogelijk om tijdens bedrijf, bij periodiek onderhoud of bij een storing snel en betrouwbaar informatie over de werkingstoestand van het positiemeetsysteem te leveren en daaruit voortvloeiende onderhoudsactiviteiten af te leiden. Omdat de functionele veiligheid een steeds belangrijkere rol speelt, zijn veel meetsystemen ook in uitvoeringen voor veiligheidsgerichte toepassingen beschikbaar. Naast de exacte positiemeting en veilige gegevensoverdracht aan de machinebesturing maken deze meetsystemen ook een mechanisch veilige aansluiting mogelijk en beschikken ze over de noodzakelijke mechanische foutuitsluiting. Daarmee brengen ze alle noodzakelijke voorwaarden met zich mee om in combinatie met een veilige besturing de classificatie SIL 2 en in bijzonder kritische toepassingen zelfs SIL 3 te bereiken.

Schaalbaarheid van meetsystemen voor rondassen
Een demonstratie-eenheid met verschillende hoekmeters op een ETEL-koppelmotor toont de invloed van het meetprincipe op de nauwkeurigheid en de dynamiek van rondassen. Bovendien toont deze de systeemarchitectuur voor de digitale temperatuurbewaking van de koppelmotor. Want bij toepassingen met speciale eisen – bijvoorbeeld in de gereedschapsmachine, de robotica, de medische techniek en de astronomie – is de keuze van het juiste meetsysteem doorslaggevend om de gewenste eigenschappen van een rondas te realiseren:

• De nieuwe optische hoekmeters van het type RCN 2001 met eigen lagering en geïntegreerde statorkoppeling bieden een nog betere systeemnauwkeurigheid en een hoger maximumtoerental.
• De nieuwe generatie modulaire, optische ERA-hoekmeters is nu ook uitgerust met de HEIDENHAIN Signal Processing-ASIC HSP 1.0. De HSP 1.0 compenseert schommelingen van de signaalamplitude als gevolg van vervuiling op de verdelingstrommel vrijwel volledig.
• AMO presenteert zijn modulaire bandoplossing WMKA voor bijzonder grote diameters met EnDat- en DRIVE-CLiQ-interface voor veiligheidsgerichte toepassingen.

Secondary Encoder – aanzienlijk hogere nauwkeurigheid voor robots
Met een Secondary Encoder kan de absolute positienauwkeurigheid op het Tool Center Point van een robotarm met wel 80 procent worden verhoogd. Daardoor kunnen industriële robots ook nauwkeurigere taken in de montagetechniek, bijvoorbeeld in de auto-industrie, overnemen. Hiervoor wordt in aanvulling op de feedback van de motor een zogenaamde Secondary Encoder telkens na de tandwielkast op elke robotas gemonteerd. Hierin wordt de werkelijke positie van elk robotscharnier geregistreerd zonder dat er sprake is van tandwielkastfouten. Door de positiegegevens van motorfeedback en Secondary Encoder op elke as van de robotarm af te stemmen, kunnen bovendien de retroactieve krachten uit de bewerking worden bepaald. Een typische oplossing voor meetsystemen voor uiterst nauwkeurige robots bestaat uit de inductieve roterende encoders van HEIDENHAIN van het type EBI 1100 of EQI 1100 als motorfeedback en uit een inductieve AMO-hoekmeter WMKA/WMRA als Secondary Encoder. De AMO-hoekmeter kan dankzij zijn hoge ongevoeligheid voor verontreinigingen probleemloos buiten op de robot worden gemonteerd. Voor de nauwkeurige positionering van de robot op een lengteas langs grote werkstukken is met de LIC 2100 een open, absoluut lineaire encoder beschikbaar. Er zijn hoge verplaatsingssnelheden tot 600 m/min mogelijk, zodat de robot lange verplaatsingen van maximaal 28 m snel kan afleggen.

Toekomstbestendige uitbreiding van de EnDat-familie
Sinds de introductie meer dan 20 jaar geleden heeft de EnDat-interface zich op de markt gevestigd. Alle roterende encoders, hoekmeters en lineaire encoders van HEIDENHAIN, AMO, NUMERIK JENA, RSF en LEINE & LINDE zijn leverbaar met EnDat-interface. Wereldwijd profiteren machine- en installatiebouwers van de voordelen van gegevensoverdracht via EnDat. Op de SPS 2019 stelt HEIDENHAIN de toekomst van de interface voor: EnDat 3 zal de nog steeds bestaande EnDat-interfacefamilie afronden en de sterke punten ervan consequent verder ontwikkelen. Daartoe behoren vooral de eenvoudige bekabeling, een uitgebreid concept voor functionele veiligheid en nieuwe mogelijkheden voor de integratie van extra sensoren.