Robust und vielseitig

Sensorik

Winkelcodierer – Absolutwert-Drehgeber mit magnetischem Wirkprinzip vereinigen hohe Präzision mit langer Lebensdauer und geringen Kosten. Programmierbare Elektronik ermöglicht unterschiedliche Einsätze.

09. April 2010

Eine häufige Aufgabe bei der Automatisierung von Fertigungsprozessen ist die Erfassung von Drehwinkeln. In der Regel geschieht dies entweder mit einfachen, kostengünstigen Potenziometern oder mit Hilfe von rotativ arbeitenden Inkrementalsensoren, die meist nach dem optoelektronischen Prinzip arbeiten und eine sehr hohe Winkelauflösung bieten. Ein Nachteil dieser Sensoren ist jedoch in manchen Einsatzfällen ihre relativ hohe Anfälligkeit gegenüber Umwelteinflüssen. Nicht allein in solchen Fällen kommen deshalb vermehrt Winkelcodierer zum Einsatz, die nach dem magnetischen Prinzip arbeiten und deren Genauigkeit für viele Anwendungsfälle vollkommen ausreicht. Besonders deutlich sichtbar werden die Vorteile des Absolutwertgebers bei Geschwindigkeit, Genauigkeit und Robustheit, wenn er ein Potenziometer ersetzen soll. Der Sensorikspezialist Megatron in Putzbrunn bei München hat deshalb eigens das Tochterunternehmen Megamotive GmbH & Co. KG gegründet, das die Neu- und Weiterentwicklung von besonders wirtschaftlicher Sensorik intensivieren soll.

Kontaktlos und flexibel

Die neueste Entwicklung ist der programmierbare magnetische Absolutwertgeber MAB36AP, der als Singleturn- oder als Multiturn-Variante erhältlich ist. Die Sensoren mit einem Außendurchmesser von 36 Millimeter nutzen das kontaktlose und verschleißfreie Hall-Effekt-Messprinzip, das deutlich längere Standzeiten bietet als kontaktgebunden messende Potenziometer. Dazu kommen höhere mögliche Drehgeschwindigkeiten. Die programmierbare Mikroelektronik ermöglicht kundenspezifische Anpassungen an den Einsatz bei verschiedenen Anwendungen ohne Änderungen an der Hardware. So lassen sich der Drehwinkel mit Start- und Endpunkt sowie der Richtungssinn jederzeit dynamisch über die SPS verändern. Bei der Multiturn-Variante beträgt der programmierbare Winkelbereich bis zu 200-mal 360 Grad. Nach einem eventuellen Austausch steht deshalb der Sensor in kürzester Zeit ohne aufwendige Feinjustagen oder Neuparametrierung des Gebers bei stehender Maschine wieder zur Verfügung. Die kugelgelagerte Welle ermöglicht Drehzahlen bis zu 5.000 Umdrehungen pro Minute.

Hohe Auflösung

Die freie Konfigurierbarkeit des Messbereichs ermöglicht die volle Nutzung des Spannungs- oder Stromsignals mit einer internen Auflösung von 14 Bit und hohem Rauschabstand auch bei geringen Winkelgrößen. Das absolute Messverfahren erkennt die Position auch nach einem Spannungsausfall ohne Referenzfahrt, solange der stromlose Weg im Bereich von ± 179 Grad bleibt. Dies gilt auch für die Multiturn-Ausführung MAB36APM, die den Zählerstand bis zu einem Wert von 200 Umdrehungen in einem nichtflüchtigen Speicher ablegt.

Die meisten Drehgeber der Baureihe MAB besitzen ein robustes Aluminiumgehäuse, das die Schutzklasse IP65 erfüllt. Ein Dichtschott schützt die Elektronik vor eventuell eintretendem Wasser und Staub. Die Ausführung mit 40 Millimeter Gehäusedurchmesser ist zudem mit einem zusätzlichen Simmerring ausgestattet, der die Lagerstellen gegen Verunreinigungen abschirmt. Diese Sensoren entsprechen der Schutzklasse IP67. Die Signalausgänge sind standardmäßig als Spannungs- oder Stromschnittstellen mit 0–10 Volt bzw. 4–20 Milliampere sowie als synchron-serielle Schnittstelle verfügbar.

Zahlreiche Bauformen

Insgesamt umfasst die Baureihe MAB magnetische Drehgeber mit Durchmessern von 12 bis 40 Millimeter, die zum Teil optional als Multiturnvariante erhältlich sind. Besonders kostengünstig ist das Modell MAB25 mit einem Kunststoffgehäuse von 25 Millimeter Durchmesser und Hochleistungspolymergleitlagern für die Welle, die eine Lebensdauer von mehr als 50 Millionen Achsumdrehungen ermöglichen. Durch Dauerbelastungs- und Lebensdauertests ist sichergestellt, dass die Sensoren über die gesamte Lebensdauer einer Maschine zuverlässig arbeiten. Dazu kommt eine Hohlwellen-Variante im 22-Millimeter-Format, die ohne weitere mechanische bewegte Teile direkt auf die gängigen Wellen aufgesteckt wird. Separate Messingbuchsen ermöglichen eine freie Wahl des Wellendurchmessers.

bt - FAKTEN

- Die Megatron Elektronik GmbH in Putzbrunn bei München ist ein mittelständischer Hersteller von Sensoren und Bauelementen für die Mess-, Steuer- und Regeltechnik.

- Neben Winkel-, Weg- und Kraftsensoren mit unterschiedlichen Wirkprinzipien produziert das Unternehmen unter anderem Anzeige- und Eingabegeräte sowie Präzisionswiderstände.

Erschienen in Ausgabe: 02/2010