HEIDENHAIN auf der SPS 2019:
Skalierbare Messger?te für die applikationsspezifische Antriebssteuerung

Ein Motor – viele M?glichkeiten: Mit Messger?ten von HEIDENHAIN, AMO und RENCO kann ein Antrieb einfach an die unterschiedlichsten Applikationen angepasst werden. Denn kompatible mechanische und elektronische Schnittstellen erm?glichen eine problemlose Konnektivit?t, w?hrend die Variantenvielfalt den Einsatz verschiedener Messger?te an einem Motor zul?sst. So kann der Maschinen- und Anlagenbauer seine Antriebsl?sungen standardisieren und über die Messtechnik für die jeweilige Applikation optimieren.

Für jeden Antrieb die passende Messger?tel?sung
Vielfalt erm?glicht Standardisierungen. Das zeigen auf der SPS 2019 Drehgeber und Winkelmessger?te von HEIDENHAIN, AMO und RENCO für die Antriebssteuerung. Denn durch die gro?e Variantenvielfalt der Messger?te haben Motorenhersteller sowie Maschinen- und Anlagenbauer unvergleichliche M?glichkeiten, ihre Antriebe über die Messtechnik an verschiedenste Applikationen anzupassen. So stehen beispielsweise für die Standardbauformen 35 mm sowie 58 mm Drehgeber mit induktiver oder optischer Abtastung, unterschiedlichen Genauigkeitsklassen und Single- oder Multiturn-Funktionalit?t bei identischer mechanischer Schnittstelle zur Verfügung. Die induktiven, ungelagerten Drehgeber ECI/EQI 1100 und ECI/EQI 1300 sind anbaukompatibel zu den optisch abgetasteten, gelagerten Drehgebern der Baureihe ECN/EQN 1100 und ECN/EQN 1300. In der Praxis hei?t das: Durch den Wechsel zwischen induktiven und optischen Drehgebern k?nnen Robustheit, Baul?nge und Genauigkeit applikationsspezifisch variiert werden. So kann sich die Systemgenauigkeit ein und desselben Motors von ±65“ auf ±20“ verbessern.

Schnittstellenvielfalt sichert Kompatibilit?t
Die Anbindung an alle g?ngigen Motorsteuerungen erm?glicht die breitgef?cherte elektronische Kompatibilit?t, z. B. über die seriellen Schnittstellen EnDat, DRIVE-CLiQ, Fanuc Serial Interface, Mitsubishi High Speed Interface und viele mehr. Diese vollseriellen Schnittstellen bieten Einsparpotentiale bei der Verkabelungstechnik zwischen Positionsmessger?t und Folge-Elektronik, da die übertragung der Analogsignale entf?llt. Die Positionswerte werden im Messger?t digitalisiert und anschlie?end an die Folge-Elektronik übertragen. Dies minimiert die Einflüsse auf die Qualit?t der Positionsinformation und ihre übertragung, die bei Sinussignalen auftreten k?nnen, und erh?ht die m?gliche Positionsaufl?sung gegenüber inkrementalen Schnittstellen mit TTL - oder HTL -Ausgangssignalen. Eine serielle Schnittstelle erlaubt au?erdem das übertragen des ?elektronischen Typenschilds“, also von Daten zur Inbetriebnahme des Messger?ts und des Antriebs. Und sie übermittelt Zusatzinformationen wie die Wicklungstemperatur des Motors oder Diagnosedaten. Die EnDat-Schnittstelle erlaubt es w?hrend des Betriebs, bei der turnusm??igen Wartung oder bei einer St?rung schnell und zuverl?ssig Informationen über den Funktionszustand des Positionsmessger?ts zu liefern und daraus Wartungsma?nahmen abzuleiten. Weil die Funktionale Sicherheit eine immer wichtigere Rolle spielt, stehen viele Messger?te auch in Ausführungen für sicherheitsgerichtete Anwendungen zur Wahl. Zus?tzlich zur genauen Positionsmessung und sicheren Datenübertragung an die Maschinensteuerung erm?glichen diese Messger?te auch eine mechanisch sichere Anbindung und verfügen über den notwendigen mechanischen Fehlerausschluss. Damit bringen sie alle notwendigen Voraussetzungen mit, um in Verbindung mit einer sicheren Steuerung die Einstufung SIL 2 und in besonders kritischen Anwendungen sogar SIL 3 zu erreichen.

Skalierbarkeit von Messger?ten für Rundachsen
Eine Vorführeinheit mit unterschiedlichen Winkelmessger?ten an einem ETEL-Torquemotor veranschaulicht den Einfluss des Messprinzips auf die Genauigkeit und die Dynamik von Rundachsen. Au?erdem zeigt sie die Systemarchitektur zur digitalen Temperaturüberwachung des Torquemotors. Denn bei Anwendungen mit besonderen Anforderungen – z. B. in der Werkzeugmaschine, Robotik, Medizintechnik und Astronomie – ist die Wahl des richtigen Messger?ts entscheidend dafür, die gewünschten Eigenschaften einer Rundachse zu realisieren:

  • Die neuen optischen Winkelmessger?te vom Typ RCN 2001 mit Eigenlagerung und integrierter Statorkupplung bieten eine noch bessere Systemgenauigkeit und h?here maximale Drehzahl.
  • Die neue Generation der modularen, optischen ERA-Winkelmessger?te ist jetzt auch mit dem HEIDENHAIN Signal-Processing-ASIC HSP 1.0 ausgestattet. Der HSP 1.0 gleicht Schwankungen der Signalamplitude in Folge von Verschmutzung auf der Teilungstrommel nahezu vollst?ndig aus.
  • AMO stellt seine modulare Bandl?sung WMKA für besonders gro?e Durchmesser mit EnDat- und DRIVE-CLiQ-Schnittstelle für sicherheitsgerichtete Anwendungen vor.

Secondary Encoder – signifikant h?here Genauigkeit für Roboter
Mit einem Secondary Encoder kann die absolute Positionsgenauigkeit am Tool Center Point eines Robotorarms um bis zu 80 Prozent gesteigert werden. Dadurch k?nnen Industrieroboter auch genauere Aufgaben in der Montagetechnik z. B. der Automobilindustrie übernehmen. Dazu wird zus?tzlich zum Motorfeedback ein sogenannter Secondary Encoder an jeder Roboterachse jeweils nach dem Getriebe angebaut. Dort erfasst er die tats?chliche Position jedes Robotergelenks ohne Getriebefehler. Ein Abgleich der Positionsdaten von Motorfeedback und Secondary Encoder an jeder Achse des Roboterarms erlaubt au?erdem die Bestimmung der rückwirkenden Kr?fte aus der Bearbeitung. Eine typische Messger?tel?sung für hochgenaue Roboter besteht aus den induktiven HEIDENHAIN-Drehgebern vom Typ EBI 1100 oder EQI 1100 als Motorfeedback und aus einem induktiven AMO-Winkelmessger?t WMKA/WMRA als Secondary Encoder. Das AMO-Winkelmessger?t kann dank seiner hohen Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen problemlos au?en am Roboter angebaut werden. Für die genaue Positionierung des Roboters auf einer L?ngsachse entlang gro?er Werkstücke steht mit dem LIC 2100 ein offenes, absolutes L?ngenmessger?te zur Verfügung. Es erm?glicht hohe Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 600 m/min, sodass der Roboter lange Verfahrwege von bis zu 28 m schnell zurücklegen kann.

Zukunftssichere Erweiterung der EnDat-Familie
Seit ihrer Einführung vor mehr als 20 Jahren hat sich die EnDat-Schnittstelle am Markt etabliert. Alle Drehgeber, Winkel- und L?ngenmessger?te von HEIDENHAIN, AMO, NUMERIK JENA, RSF und LEINE & LINDE sind mit EnDat-Schnittstelle lieferbar. Weltweit nutzen Maschinen- und Anlagenbauer die Vorteile der Datenübertragung via EnDat. Auf der SPS 2019 stellt HEIDENHAIN die Zukunft der Schnittstelle vor: EnDat 3 wird die weiterhin bestehende EnDat-Schnittstellen-Familie abrunden und deren St?rken konsequent weiterentwickeln. Dazu geh?ren vor allem die einfache Verkabelung, ein erweitertes Konzept zur Funktionalen Sicherheit und neue M?glichkeiten zur Einbindung von Zusatzsensorik.

HEIDENHAIN, AMO und RENCO auf der SPS Smart Production Solutions:
Halle 7, Stand 190