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Istwertgeber maxon bietet eine Reihe von Istwertgebern
Encodersignale Digitale Inkrementalencoder
Der Line Driver ist ein im Encoder einge- bauter Treiber, der die Signalqualität durch steilere Flanken verbessert. Daneben erzeugt er die Komplementärsignale A, B, I. Dank differentieller Signale können Störun- gen bei der Übertragung eliminiert werden. Absolutencoder Absolutencoder geben die absolute Posi- tion als Bitfolge aus, die über ein geeigne- tes Protokoll (SSI, BiSS-C) im Takt der Steu- erung 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 Motorumdre- hung aus. Multi-turn Absolutencoder ermit- teln die Position eindeutig über mehrere Umdrehungen. Sie verfügen über die Mög- lichkeit auch ohne Spannungsversorgung die Motorumdrehungen zu erfassen. Beim Einschalten ist deshalb die Motorposition über viele Umdrehungen bekannt.
Positionsänderungen (relative Positionen) werden als rechteckige Impulse zur Steue- rung übertragen. Die Steuerung wertet diese Impulse zur genauen Positionie- rung oder zur Drehzahlbestimmung aus. Die Übertragung erfolgt über 2 phasenver- schobene Kanäle (A und B), die zur Dreh- richtungserkennung 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 Motor- welle geschaut wird. Die maxon Steuerun- gen werten die Signalflanken aus. Dadurch ergibt sich in Bezug zur Impulsanzahl des Encoders eine vierfach höhere Positionier- auflösung. Man spricht in diesem Fall von sogenannten Quadcounts oder Zuständen. Kenntnis der absoluten Position kann durch eine Referenzfahrt (homing) auf eine Fix- position ermittelt werden. Für eine präzise Referenzposition können die Flanken des Indexkanals I herangezogen werden.
an. Ihre Hauptmerkmale sind: Digitale Inkrementalencoder – Relatives Positionssignal,
geeignet für Positionieraufgaben – Drehrichtungserkennung – Drehzahl aus Anzahl Impulsen pro Zeiteinheit – Standardlösung für viele Anwendungen Digitale Absolutencoder – Absolutes Positionssignal, geeignet zur Positionierung ohne Referenzfahrt – Möglichkeit zur Generierung von Kommutierungssignalen Programm – MILE (Induktive Encoder) – EASY, MAG, IMR, GAMA, TSX (Magnetische Encoder) – HEDL, RIO (optische Encoder) – EMT (magnetischer Absolutencoder)
Empfehlungen zur Encoderauswahl
90° e Phasenverschiebung A,B 360° e Zyklus Darstellung der Ausgangssignale eines digitalen Encoders
( ) bedingt zutreffend
✓ ✓ ( ✓ )
1 Sehr hohe Drehzahl
✓
Kanal A
( ✓ ) ✓ ✓ ✓ ( ✓ ) ( ✓ ) ✓ ✓
2 Sehr tiefe Drehzahl 3 Präzise Position 4 Line Driver möglich
Kanal B
✓ ✓ ✓ ✓
5 Indexkanal möglich
✓ ✓ ✓
Kanal I
( ✓ ) ✓ ✓ ✓
6 Kompakte Bauform 7 Staub, Schmutz, Öl 8 Externe Magnetfelder 9 Ionisierende Strahlung
Indexpulsbreite
CW
Phasenlage Indexpuls
( ✓ )
✓ ✓ ✓
( ✓ ) ( ✓ ) ✓ ✓ ✓
✓
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) Merkpunkte Encoderauswahl
Encoder und maxon Regler – Die Eingangsfrequenz der
Speziell für Positioniersysteme gilt: – Je höher die Impulszahl, umso genauer kann eine Position erreicht werden. Bei 500 Impulsen (2000 Zustände) wird eine Winkelauflösung von 0.18° mechanisch erreicht, was meistens viel besser ist als die Genauigkeit der mechanischen Antriebskomponenten. – In Positioniersteuerungen sollten nur Encoder mit integriertem Line Driver (z.B. RS422) verwendet werden. Damit wird verhindert, dass elektro- magnetische Störsignale zu Signal- verlusten und aufkumulierten Positionsfehlern führen. – Positionieranwendungen benötigen oft den Indexkanal des Encoders zur genauen Referenzpunktermittlung.
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 Encoder mit tiefer (mindestens 16 Imp) oder hoher Impulszahl konfigurieren.
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