Die Inkrementalgeber sind aufgebaut nach optischem oder magnetischem Prinzip. An den Ausgängen des Encoders stehen zwei um 90°e phasenverschobene Rechtecksignale mit bis zu 10.000 Impulsen sowie ein Indeximpuls pro Motorumdrehung in der 3-Kanal-Ausführung zur Verfügung.
Inkrementalgeber geben eine spezifische Anzahl an gleichmäßig verteilten Impulsen pro Umdrehung wieder. Alle FAULHABER Inkrementalgeber haben mindestens 2 Kanäle - A und B. Beide Kanäle liefern ein Rechtecksignal, das zueinander 90 °e, also eine viertel Signalperiode C, versetzt ist. Durch diesen Versatz der Impulse kann die Drehrichtung des Motors bestimmt werden.
Ein Inkrementalgeber misst keine absoluten, sondern relative Positionen. Hierzu bestimmen Inkrementalgeber eine Position, relativ zu einer anderen Referenzposition. Um das zu ermöglichen müssen die Signalflanken über einen Quadraturzähler, entsprechend ihrer Flankenfolge über die Motorsteuerung, vor bzw. zurück gezählt werden.
Dieser Positionswert eines Inkrementalgebers geht jedoch bei einer Unterbrechung der Stromversorgung verloren. Ein Positioniersystem muss deshalb bei der Inbetriebnahme oder nach einer Stromunterbrechung eine definierte Referenzposition anfahren, um den Positionszähler zu initialisieren. Dieses Verfahren eines Inkrementalgebers wird als Homing bezeichnet. Zur Bestimmung der Referenzposition kommt in Inkrementalgebern meist zusätzlich eine externe Sensorik, wie ein Referenz- oder Endlagenschalter, zum Einsatz.
Inkrementalgeber von FAULHABER - Besonderheiten und Vorteile
Um die Referenzposition besonders genau zu bestimmen, weisen die FAULHABER Drei-Kanal-Inkrementalgeber noch einen zusätzlichen Kanal auf – den Index. Dabei wird ein einziger Indeximpuls einmal pro Umdrehung erzeugt. Externe Referenz- oder Endlagenschalter können durch Umwelteinflüsse einen vergleichbar hohen Positionsfehler aufweisen und im einen Fall etwas früher oder im anderen Fall etwas später auslösen. Um trotzdem eine genaue Referenzposition zu bestimmen, kann ein Drei-Kanal-Inkrementalgeber von FAULHABER nach dem Endlagenschalter das Antriebssystem zurückfahren, bis die erste Signalflanke des Indeximpulses auftritt. Dieser Punkt kann anschließend als genaue Referenzposition genutzt werden.
Inkrementalgeber mit integriertem Line Driver
Einige der FAULHABER Inkrementalgeber verfügen über einen Line Driver. Der Line Driver erzeugt für alle Kanäle - A, B und I ein zusätzliches differentielles Signal – A, – B und – I. Elektromagnetische Störungen können mittels dieses Verfahrens bei der Signalübertragung eliminiert werden. Besonders wenn die Encoder-Signale über lange Distanzen von fünf Metern und mehr übertragen werden müssen und für die Positionsregelung, empfiehlt sich daher der Einsatz eines Line Drivers.
Auf Seiten der Steuerung müssen diese differentiellen Signale eines Inkrementalgebers mit einem Empfängerbaustein wieder zusammengeführt werden. Die Line Driver von FAULHABER sind TIA-422 kompatibel. TIA-422, auch als EIA-422 oder RS-422 bezeichnet, ist ein Schnittstellen-Standard für eine leistungsgebundene, differentielle und serielle Datenübertragung.
Optische Inkrementalgeber
Funktion
Inkrementalgeber der Serie IER3-10000 (L) bestehen aus einer an der Motorwelle befestigten hochauflösenden Taktscheibe, einer Leuchtquelle und einem Fotosensor mit Interpolator sowie Treiberstufen. Das Licht der Leuchtquelle wird von der Taktscheibe reflektiert bzw. absorbiert. Das reflektierte Licht wird von dem Fotosensor des Inkrementalgebers erfasst und das Signal zu einem hochauflösenden Encoder-Signal verarbeitet. Am Ausgang stehen dann zwei um 90 °e phasenverschobene Rechtecksignale sowie ein Indexsignal zur Anzeige einer Antriebswellenumdrehung zur Verfügung. Ein Line Driver ist optional für die Inkrementalgeber verfügbar. Die hochgenauen optischen Encoder eignen sich optimal zur Positionsregelung.
Nutzen und Vorteile
Sehr hohe Auflösung von bis zu 40.000 Flanken pro Umdrehung (entspricht 0,009° Winkelauflösung)
Sehr hohe Positions- / Wiederholgenauigkeit und hohe Signalgüte
Verschiedenste Auflösungen als Standard lieferbar
Unempfindlich gegenüber magnetischen Interferenzen
Magnetische Inkrementalgeber
Funktion
Inkrementalgeber der Serie IE3-1024 (L) bestehen aus einem an der Motorwelle befestigten diametral magnetisierten, zweipoligen Gebermagneten. In axialer Richtung zum Gebermagnet ist ein spezieller Winkelsensor zur Erfassung der Antriebswellenposition angeordnet. Der Winkelsensor des Inkrementalgeber enthält alle notwendigen Funktionen wie Hallsensoren, Interpolator sowie Treiberstufen. Das von den Hallsensoren erfasste analoge Signal des Gebermagneten wird nach einer geeigneten Verstärkung dem Interpolator zugeführt. Dieser erzeugt durch einen speziellen Verarbeitungsalgorithmus das hochauflösende Encoder-Signal.
An den Ausgängen stehen abschließend zwei um 90 °e phasenverschobene Rechtecksignale sowie ein Indexsignal zur Anzeige einer Antriebswellenumdrehung zur Verfügung.
Nutzen und Vorteile
Modulare Bauweise in kompaktem Design und robustem Gehäuse
Verschiedene Auflösungen als Standard lieferbar
Indexkanal zur Referenzierung einer Umdrehung der Antriebswelle
Flexible kundenspezifische Anpassungen der Auflösung, Drehrichtung, Indexbreite und Indexposition möglich
Integrierte magnetische Inkrementalgeber
Funktion
Die Inkrementalgeber der Serien IEH2-4096 und IEH3-4096 bestehen aus einem am Rotor befestigten mehrteiligen Magnetring und einem Winkelsensor. Der Winkelsensor enthält alle notwendigen Funktionen wie Hallsensoren, Interpolator sowie Treiberstufen. Die von den Hallsensoren erfassten analogen Signale des Gebermagneten werden in dem Inkrementalgeber nach einer geeigneten Verstärkung dem Interpolator zugeführt. Der Interpolator erzeugt durch einen speziellen Verarbeitungsalgorithmus das hochauflösende Encoder-Signal.
An den Ausgängen des Inkrementalgebers stehen damit zwei um 90 °e phasenverschobene Rechtecksignale mit bis zu 4.096 Impulsen pro Umdrehung sowie wahlweise ein Indexsignal zur Verfügung. Der Encoder ist in den Motoren der Serie SR integriert und verlängert diese lediglich um 1,4 mm.
Nutzen und Vorteile
Extrem kompakt
Hohe Auflösung von bis zu 16.384 Flanken pro Umdrehung (entspricht 0,022° Winkelauflösung)
Keine Pull-up-Widerstände an den Ausgängen erforderlich, da keine Open-Collector-Ausgänge
Symmetrische Schaltflanken, CMOS- und TTL-kompatibel
Verschiedene Aufl ösungen, je nach Encodertyp, von 16 bis 4.096 Impulsen als Standard lieferbar
Hohe Signalgüte
Application
Bürstenlose DC-Motoren
DC Motoren
Encoder
Präzisionsgetriebe
Robotik
Präzise auf Kurs in die autonome Produktion
Im Zeitalter von Internet of Things (IoT) und Industrie 4.0 gewinnt die Intralogistik enorme Bedeutung. Für eine vollautomatisierte Produktion ab Losgröße eins müssen die richtigen Teile zur rechten Zeit zu den Fertigungsstationen transportiert werden. Die hohe Flexibilität und Präzision, die diese…
Das Internet of Things macht es möglich, individualisierte Produkte automatisch herzustellen – bis hin zur Losgröße eins. Dabei bekommt der Weg des Bauteils durch die Montage eine ganz neue Bedeutung. In der adaptiven Maschinenplattform von Prolynk können Fertigungsmaschinen und...
Wer heute Symptome wie Husten, Fieber oder Kopf- und Gliederschmerzen spürt, sucht so schnell wie möglich Klarheit, ob er sich mit Corona, einer Erkältung oder der Grippe infiziert hat. Am einfachsten geht das per Abstrich. Anschließend kann die Probe ins Großlabor geschickt oder –...
KIMES provides you with the opportunity to identify and confirm the great potential and prospect of the future medical industry as well as the latest medical industry trend.
An dieser Stelle finden Sie externe Inhalte von YouTube, die den Artikel ergänzen. Zum Abspielen des Videos den Button klicken.
Ich bin damit einverstanden, dass mir externe Inhalte angezeigt werden. Dabei können personenbezogene Daten an Drittplattformen übermittelt werden. Mehr dazu in unserer Datenschutzerklärung.