Absolutwertgeber von FAULHABER erfassen die Stellung der Welle direkt nach dem Einschalten. Damit kann sich eine Referenzfahrt erübrigen – eine wichtige Voraussetzung für zahlreihe Anwendungen. Außerdem können Absolutencoder zum Kommutieren von bürstenlosen DC-Motoren genutzt werden. Damit werden nicht nur die integrierten Hall-Sensoren bei den Motoren eingespart, sondern auch Verkabelungsaufwand. Wie alle Komponenten von FAULHABER sind die Encoder äußerst kompakt konstruiert. Mit ihrer Integration wächst die Gesamtlänge des Antriebs nicht oder nur minimal.
Absolutwertgeber erfassen Rotations- bzw. Winkelbewegungen und setzen diese in elektrische Signale um. Sie werden auch Absolutencoder oder Absolut-Drehgeber genannt und bestimmen im Gegensatz zu Inkrementalencodern keine relativen, sondern absolute Positionen. Nach Einschalten des Absolut-Drehgebers steht zu jeder Position der Motorwelle ein absoluter Rückgabewert zur Verfügung. Wird der absolute Encoder im ausgeschalteten Zustand mechanisch verfahren, ist nach Wiedereinschalten der Spannungsversorgung die aktuelle Position unmittelbar und direkt auslesbar.
Es wird zwischen Singleturn- und Multiturn-Encodern unterschieden. Die Absolutwertgeber von FAULHABER basieren durchweg auf einem magnetischen Messprinzip.
Ein Magnet auf der Motorwelle bewegt sich mit der Motordrehung, und mit ihm dreht sich sein Magnetfeld. Diese rotierende Veränderung wird von einem Sensor erfasst und von der Elektronik des Encoders ausgegeben. Aus diesem Wert lässt sich die Position der Welle ableiten. Das magnetische Messprinzip ist unempfindlich gegen Staub und generell sehr robust.
Das rotierende Magnetfeld wird von einem zweipoligen Gebermagneten erzeugt, der an der Motorwelle befestigt ist. Oberhalb des Gebermagneten ist ein Encoderchip platziert. Dieser enthält neben einer Sensorik auch weitere für die Signalverarbeitung notwendige Komponenten. Das von den Sensoren detektierte analoge Signal des Gebermagneten wird von der Elektronik erfasst und zu einem hochauflösenden Encodersignal verarbeitet.
Die Absolutwertgeber von FAULHABER liefern eine absolute Winkelinformation mit der hohen Auflösung von 4.096 Schritten pro Umdrehung.
In der Kombination mit einem bürstenlosen DC-Motor übernimmt der Absolutencoder auch die Kommutierung. Damit werden die sonst im Motor integrierten digitalen Hall-Sensoren eingespart. Außerdem werden so für die Verkabelung des Motors statt acht nur noch drei Kabel benötigt. Die absolute Winkelinformation steht direkt nach dem Einschalten zur Verfügung. Die Geräte sind mit einer SSI-Schnittstelle ausgestattet und verwenden für die Kommunikation das BISS-C Protokoll.
Der Singleturn-Absolutwertgeber ist vollständig in den Motor integriert. Er kann mit den kleinen bürstenlosen DC-Servomotoren der Serien 0824...B und 1028...B kombiniert werden. Die Länge des Motors wird durch die Integration nicht verändert.
Der Singleturn-Absolutencoder kann mit Motoren der Serien B ab 24 mm Durchmesser, BX4 und BP4 kombiniert werden. Er ist mit einem Line Driver ausgestattet, der elektromagnetische Störungen bei der Signalübertragung eliminiert. Der Wertgeber ist damit auch für Anwendungen geeignet, in denen die Signale über längere Strecken übertragen werden müssen.
Der Multiturn-Absolutwertgeber AEMT-12/16 L erfasst nicht nur die Position innerhalb einer Umdrehung, sondern mit einem zusätzlichen Zähler auch die Anzahl der Umdrehungen. Damit ist kein Referenzieren mehr nötig. Mit einer externen Pufferbatterie wird die Absolutposition einschließlich der Multiturn-Information auch bei Stromunterbrechung gespeichert. Das Gerät verfügt über eine Multiturn-Auflösung von 16 Bit und kann mit Motoren der Serien B ab 24 mm Durchmesser, BX4 und BP4 kombiniert werden. Der integrierte Line Driver eliminiert elektromagnetische Störungen und sorgt für zuverlässige Signalübertragung über längere Strecken.
Singleturn-Encoder zeigen die Position der Motorwelle innerhalb einer Umdrehung an. Jede Position entspricht einem spezifischen Ausgabewert. Nach einer vollen Umdrehung der Motorwelle wiederholen sich diese Signale. Bei Verfahrstrecken von mehr als einer Motorumdrehung ist daher nach einer Stromunterbrechung eine Referenzfahrt notwendig.
Ein Multiturn-Encoder besitzt dagegen einen eigenen zusätzlichen Zähler und erfasst damit auch die Anzahl der ausgeführten Umdrehungen. So steht zu jeder Zeit ein absoluter Positionswert über mehrere Wellendrehungen hinweg zur Verfügung. Referenzieren ist generell nicht notwendig, sofern die maximale Anzahl an Umdrehungen nicht überschritten wird. Dieser Aspekt ist in vielen Anwendungen ein entscheidender Vorteil: So kann eine Referenzfahrt bei mehrachsigen und/oder verketteten Anwendungen äußerst aufwendig oder praktisch ausgeschlossen sein. Dasselbe gilt für schwer zugängliche Anwendungen.
Zunächst muss entschieden werden, ob ein Single- oder ein Multiturn-Encoder benötigt wird. Außerdem muss der Absolutwertgeber als Teil einer Antriebslösung zum Motor passen. Die Absolut-Drehgeber von FAULHABER sind jeweils für die Kombination mit bestimmten Motortypen ausgelegt.
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