Drop-in-Ersatz für Inkremental-Geber
Bid 2: Footprint und mechanische Anbindung sind so ausgelegt, dass sich die neuen Multiturn-Kits als direkter Drop-in für einfache Inkremental-Encoder nutzen lassen (Quelle: POSITAL GmbH)
Was die inkrementalen Kits bei Schrittmotoren angestoßen haben, setzen die magnetischen Stepper Kits (Bild 1) konsequent fort. Die von dem Kölner Sensorhersteller Posital [1] entwickelten Montagekits, die auf der SPS 2018 Premiere hatten, sorgen für frischen Wind im Stepper-Segment. Die ursprünglich für Servoantriebe konzipierten magnetischen Feedback-Systeme, die Absolut- und Multiturn-Funktionalität in einem energieautarken, batterielosen und von Rechenpower getriebenen Gesamtpaket garantieren, wurden in knapp zweijähriger Arbeit auf die spezifischen Vorgaben für Schrittmotoren angepasst.
Herausgekommen sind dabei kostengünstige Montagekits, die das Performance-Level bei Schrittmotoren deutlich anheben. Das Ergebnis reicht von besserem Rundlauf über mehr Transparenz bei den Steuerungsprozessen bis zu mehr Qualität bei der eigentlichen Positionieraufgabe.
Konzipiert sind die Stepper Kits so, dass sie sich schnell und sicher in gängigen Schrittmotoren installieren lassen. Dabei greifen die Vorgaben des US-Verbandes Nema (National Electrical Manufacturers Assocation), die traditionell die Normung bei Stepperantrieben bestimmen – auch wenn längst mehr als 90 % der Motoren in dieser Kategorie in Asien gefertigt werden. Footprint und mechanische Anbindung sind so ausgelegt, dass die Kits als direkter Drop-in-Ersatz für klassische Inkremental-Encoder genutzt werden können (Bild 2). Aus dem Stand ermöglichen sie das Aufrüsten von Schrittmotoren zu absoluter Positionssteuerung bei gleichzeitiger Multiturn-Fähigkeit – ein Novum im Markt.
Absolutgeber können einer Weg- und Winkelposition jederzeit einen eindeutigen Positionswert zuordnen und diesen sicher speichern – auch bei Stromausfall. Während sie beim Singleturn-Betrieb einen Messbereich von 360° überwachen, erfolgt das Multiturn-Monitoring über eine Vielzahl von Rotationen.
Bei den magnetischen Stepper Kits, die mit 17-bit-Singleturn- und 16-bit-Multiturn-Auflösung aufwarten, sind sämtliche Komponenten in einem kompakten Elektronikpaket (Durchmesser 37 mm) untergebracht. Ein paar Handgriffe genügen, um das Paket – nebst kleinem Permanentmagnet, der auf der Welle fixiert wird – im Motor zu montieren. Während die Hall-Sensoren über das rotierende Magnetfeld die Singleturn-Position erfassen, werden die Umdrehungen über einen energieautarken Rotationszähler festgehalten. Statt Batteriepower sorgen dabei Impulse aus einem von Posital in Eigenregie gefertigten Wiegand-Draht für cleveres Energy Harvesting (Bild 3).