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Baumer Group

FAULHABER SA

Magnetische Drehgeber: robust und unempfindlich

Ihre grosse Stärke «Robustheit» und «Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen» können magnetische Drehgeber besonders in rauen Umgebungen ausspielen. Beispiel Textilmaschinen: Hier kommen optische Drehgeber, die mit einer gelagerten Welle arbeiten, schnell an ihre Grenzen. Baumwollfasern dringen in die Kugellager ein und zerstören diese in kürzester Zeit. Zudem verkürzen starke Schocks und Vibrationen die Lebensdauer dieser Encoder sehr stark. Die Lösung sind berührungslos arbeitende lagerlose Drehgeber mit magnetischem Messprinzip wie der Baumer EAM580 Kit. Ihr Aufbau ohne Kugellager und ihre hermetische Kapselung macht sie nahezu vollständig immun gegenüber Fasern und anderen Umwelteinflüssen.

Noch rauer geht es in Papiermaschinen und Stahlwerken zu, wo Encoder dauerhaft Papierabrieb, Metallstaub, Schlacke und starke Temperaturwechsel mit zum Teil hohen Temperaturen aushalten müssen. Hier sind zudem die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Maschinen und Anlagen, und damit an die der Drehgeber, extrem hoch. Ein Ausfall kann hier leicht zum kompletten Verlust einer Produktionscharge oder sogar zu aufwendigen Instandsetzungen führen. Die neue absolute Referenz auf diesem Gebiet sind die Baumer HeavyDuty-Modelle HMG10 / PMG10, die selbst diese Herausforderungen zuverlässig lösen. Mit ihrer optimierten magnetischen Abtastung stellen sie bezüglich Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit alles bisher Dagewesene in den Schatten.

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Kompakte Bauform

Neben der hohen Robustheit gegenüber Schmutz und Schocks punkten die magnetischen Drehgeber mit weiteren Vorzügen: Das Messprinzip erlaubt sehr kompakte Bauformen, wie sie Baumer zuletzt mit dem berührungslosen, leistungsstarken EB360 Absolut-Multiturn-Kit-Drehgeber für raue Umgebungen vorgemacht hat. Seine geringe Einbautiefe maximiert die Konstruktionsfreiheit und ermöglicht neue Einsatzfelder.

Trotz seiner Stärken hat das magnetische Messprinzip gewisse Grenzen:

• Wenn Positionsdaten sehr dynamisch in Echtzeit benötigt werden

• Wenn höchste Präzision und Auflösung gefordert ist

• Bei starken magnetischen Störungen in der Applikation

Magnetische Drehgeber: notwendige Interpolation

Magnetische Drehgeber sind dank stark gestiegener Rechenleistung in der Signalverarbeitung mittlerweile zwar extrem schnell. Aber aufgrund der notwendigen Interpolation zur Erreichung einer geeigneten Positionsauflösung sind sie aktuell immer noch langsamer als ihre optischen Pendants. Denn die Grundauflösung bei magnetischen Drehgebern ist üblicherweise deutlich geringer als bei optischen Abtastungen. Mit einem Diametralmagnet werden im Magnetsensor typischerweise 2 SinCos-Perioden pro Umdrehung erzeugt, bei einem Ringmagnet sind es typischerweise bis zu 64 SinCos-Perioden. Für eine höhere Positionsauflösung von beispielsweise 12 Bit ist daher immer eine Filterung und Interpolation der Signale notwendig. Dies kann je nach Güte der Magnete und Ausführung der Signalverarbeitung zu Positionsrauschen und zu einer verzögerten Positionsbildung führen. Magnetische Drehgeber erreichen derzeit eine deutliche langsamere Datenaktualität als optische Encoder, die Positionsdaten direkt von der Impulsscheibe und damit quasi in Echtzeit liefern. Dies ist oft entscheidend für die präzise Synchronisierung von Achsen.

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