maxon Produktprogramm 2020 / 21

maxon sensor Technik − kurz und bündig

Istwertgeber maxon bietet eine Reihe von Istwertgebern an. Ihre Hauptmerkmale sind: Digitale Inkrementalencoder − Relatives Positionssignal, geeignet für Positionieraufgaben − Drehrichtungserkennung − Drehzahl aus Anzahl Impulse pro Zeiteinheit − Standardlösung für viele Anwendungen Digitale Absolutencoder − Absolutes single-turn Positionssignal, geeignet zur absoluten Positionierung innerhalb einer Motorumdrehung − Lösung für spezielle Anwendungen ohne Referenzfahrt − Möglichkeit zur Generierung von Kommutierungssignalen DC-Tacho − Analoges Drehzahlsignal − Drehrichtungserkennung − Ungeeignet für Positionieraufgaben Resolver − Analoge Signalübertragung − Aufwendige Auswertelektronik in der Steuerung nötig − Für spezielle Lösungen im industriellen Umfeld Encodersignale Digitale Inkrementalencoder Positionsänderungen (relative Positionen) werden als rechteckige Impulse zur Steuerung übertragen. Die Steuerung wertet diese Impul- se zur genauen Positionierung oder zur Dreh- zahlbestimmung aus. Die Übertragung erfolgt über 2 phasenverschobene Kanäle (A und B), die zur Drehrichtungserkennung miteinander verglichen werden. Dabei gilt in der Regel die unten skizzierte Phasenlage der Kanäle A und B für den Motorbetrieb im Uhrzeigersinn (CW), wenn lastseitig von aussen auf die Motorwelle geschaut wird. Die maxon Steuerungen werten die Signalflan- ken aus. Dadurch ergibt sich in Bezug zur Im- pulsanzahl des Encoders eine vierfach höhere Positionierauflösung. Man spricht in diesem Fall von sogenannten Quadcounts oder Zuständen. Kenntnis der absoluten Position kann durch

Programm − MILE (Induktive Encoder)

1 Abschlussdeckel 2 Elektrische Anschlüsse Motor und Encoder

3 Leiterplatte 4 MR-Sensor 5 Teilscheibe 6 Polrad

− EASY, MAG, MR, MEnc (Magnetische Encoder) − Enc, HEDS, HEDL, AEDL, RIO (optische Encoder) − DC-Tacho, Res (Analoge Sensoren)

7 Encoder-Gehäuse 8 Massverkörperung 9 Flansch 10 Sensor mit Gehäuse 11 Encoder-Gabel

Merkpunkte Encoderauswahl Hauptmerkmale der maxon Inkremental- encoder sind: − Die Anzahl Impulse pro Umdrehung (Inkremente) − Die Genauigkeit − Die Verwendung eines Indexkanals − Die Verwendung eines Line Drivers − Die maximale unterstützte Drehzahl − Die Eignung für spezielle Umgebungs- bedingungen (Staub, Öl, Magnetfelder, ionisierende Strahlung) Encoder und maxon Regler − Die Eingangsfrequenz der Regelelektronik kann die maximal mögliche Impulszahl des Encoders beschränken. − Je höher die Impulszahl und je höher die Genauigkeit, umso besser lässt sich ein ruhiger, ruckfreier Betrieb auch bei kleinen Drehzahlen erreichen. − Die maxon Regler lassen sich für den Betrieb bei kleinen oder grossen Drehzah- len sowie für Encoder mit tiefer oder hoher Impulszahl einstellen. Speziell für Positioniersysteme gilt: − Je höher die Impulszahl, umso genauer kann eine Position erreicht werden. Bei 500 Impulsen (2000 Quadcounts) wird eine Winkelauflösung von 0.18° mechanisch erreicht, was meistens viel besser ist als die Genauigkeit der mechanischen Antriebs- komponenten. − In Positioniersteuerungen sollten nur Encoder mit integriertem Line Driver (z.B. RS422) verwendet werden. Damit wird verhindert, dass elektromagnetische Störsignale zu Signalverlusten und auf- kumulierten Positionsfehlern führen. − Positionieranwendungen benötigen oft den Indexkanal des Encoders zur genauen Referenzpunktermittlung.

eine Referenzfahrt (homing) auf eine Fixposition ermittelt werden. Für eine präzise Referenz- position können die Flanken des Indexkanals I herangezogen werden. Der Line Driver ist ein im Encoder eingebauter Treiber, der die Signalqualität durch steilere Flanken verbessert. Daneben erzeugt er die Komplementärsignale A, B, I. Dank differentiel- ler Signale können Störungen bei der Übertra- gung eliminiert werden. Absolutencoder Absolutencoder geben die absolute Positi- on als Bitfolge aus, die über ein geeignetes Protokoll (SSI, BiSS-C) im Takt der Steuerung übertragen wird. Die Auflösung wird über die Angabe der Bitlänge angegeben, z.B. 12 Bit entsprechen 4096 Positionen. Single-turn Absolutencoder geben die Position nur innerhalb einer Motorumdrehung aus. Multi-turn Absolutencoder ermitteln die Positi- on eindeutig über mehrere Umdrehungen. Oft verfügen sie über die Möglichkeit auch ohne Spannungsversorgung die Motorumdrehun- gen zu erfassen. Beim Einschalten ist deshalb die Motorposition über viele Umdrehungen bekannt.

90° e Phasenverschiebung A,B 360° e Zyklus Darstellung der Ausgangssignale eines digitalen Encoders

Empfehlungen zur Encoderauswahl

( ✓ ) bedingt zutreffend

*OPT, ENC, AEDL, HEDL, HEDS 1 Sehr hohe Drehzahl 2 Sehr tiefe Drehzahl 3 Präzise Position 4 Line Driver möglich 5 Indexkanal möglich 6 Kompakte Bauform 7 Staub, Schmutz, Öl

✓ ✓ ✓ ✓ ( ✓ )

( ✓ ) ( ✓ ) ✓ ✓ ✓ ( ✓ ) ( ✓ ) ( ✓ ) ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

Kanal A

Kanal B

✓ ✓ ✓ ✓

✓ ( ✓ ) ✓ ✓ ✓ ✓

Kanal I

( ✓ )

✓ ✓ ✓ ✓ ✓

Indexpulsbreite

8 Externe Magnetfelder ( ✓ ) ( ✓ )

( ✓ ) ✓ ✓ ✓

CW

Phasenlage Indexpuls

9 Ionisierende Strahlung

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Technik – kurz und bündig

Ausgabe September 2020 / Änderungen vorbehalten

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