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antriebstechnik 4/2015

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STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Magnetfelder für optimalen Druck Magnetische Wegmessung ersetzt optische Systeme in der digitalen Druckplattenbelichtung Ellen-Christine Reiff Berührungslose Messverfahren bieten viele Vorteile: sie sind weitgehend wartungsfrei und schnell. Magnetkodierte Wegmesssysteme sind echtzeitfähig und darüber hinaus sehr robust. Mit diesen Eigenschaften sind sie prädestiniert für den Einsatz an unzugänglichen Stellen, zum Beispiel in der digitalen Druckplattenbelichtung. Ellen-Christine Reiff schreibt für das Redaktionsbüro Stutensee Die digitale Druckplattenbelichtung, auch unter dem Begriff CTP (Computer to Plate) bekannt, ist ein Verfahren in der Druckvorstufe, bei dem Druckplatten vom PC aus direkt im Plattenbelichter bebildert werden. Druckereien profitieren im Vergleich zu den früher üblichen, konventionellen Filmbelichtungsverfahren bei ihren Produkten vor allem durch Schnelligkeit, Präzision und Flexibilität. Außerdem liegen Material- und Montagekosten deutlich niedriger. Auch das Bielefelder Unternehmen Dotline bietet CTP-Lösungen an. Zum Produktportfolio gehören manuelle sowie halb- und vollautomatische CTP-Systeme für den Akzidenz- und Zeitungsdruck. Qualität durch Reproduzierbarkeit So verschieden die Systeme sind, haben sie jedoch eines gemein. Die Druckqualität hängt maßgeblich von der Reproduzierbarkeit ab: Wenn der modulierte Laserstrahl die Druckplatten Zeile für Zeile beschreibt, ist eine konstante Bewegung mit hoher Reproduzierbarkeit obliga-torisch. „Sonst entstünden bereits durch minimale Abweichungen und Rasterüberlagerungen unerwünschte Moire-Effekte; eine hohe Druckqualität wäre dann nicht erreichbar“, erläutert Tobias Kaufhold, Geschäftsführer bei Dotline. Zudem ist die Geschwindigkeit wichtig: die CTP-Systeme sollten schnellstmöglich arbeiten. Der VMAX 400 von Dotline be lichtet zum Beispiel bis zu 400 Platten pro Stunde bei einer Auflösung von 1 270 dpi. Dazu muss der für die gleichmäßige Bewegung der Druckplatte zuständige Linearachsantrieb mit maxi-maler Gleichlaufgüte arbeiten und darf sich weder von Querkräften noch Schwingungen beeinträchtigen lassen, denn beim Belichten ist lediglich ein Versatz von weniger als 1 µm tolerierbar. Der Antrieb benötigt daher ein hochpräzises Wegmesssystem. Da die bisher eingesetzten optischen Systeme Nachteile wie hohe Kosten und mangelnde Robustheit mit sich brachten, suchte Dotline nach einer anderen Lösung – und wurde bei Balluff fündig. Mit dem BML hat der Sensorikspezialist ein magnetisches Wegmesssystem entwickelt, das sich für den Einsatz in den CTP-Systemen gleich aus mehreren Gründen als ideal erwies. Präzision dank spezieller Magnetisierung Es besteht aus dem Sensorkopf, einem magnetkodierten Maßkörper wahlweise für den linearen oder rotativen Einsatz und Zubehör wie Zählerdisplay oder Führungssystem. Um die Weginformation aufzunehmen, wird der Sensorkopf berührungslos über den Maßkörper geführt, das Messverfahren arbeitet ohne mechanischen Verschleiß. Auch eventuelle Verschmutzungen oder Temperaturschwankungen beeinträchtigen die Messungen nicht, Beschädigungen können ausgeschlossen werden. Der sehr kompakte Sensor wird geschützt eingebaut und der Permanentmagnet-Maßkörper durch ein Edelstahlband abgedeckt. Der Einbau ist längs oder quer zum Maßkörper möglich. Mit einem solchen magnetischen System sind inzwischen ähnlich hohe Auflösungen erreichbar, wie mit optischen Verfahren. Eine wichtige Voraussetzung für diese hohe

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 01 Das Wegmesssystem lässt sich auch bei beengten Einbauverhältnissen gut montieren 02 Der Sensorkopf wird berührungslos über den Maßkörper geführt Präzision liefert die spezielle Magnetisierung: Die Maßverkörperung der BML-Wegmesssysteme ist senkrecht (perpendikular) magnetisiert und bietet ein absolut homogenes Magnetfeld. Bekannt ist diese Form der Magnetisierung vor allem als Schreibverfahren bei magnetischen Datenträgern und gilt als Standard für Festplatten. Langzeitstabil und temperaturunabhängig Bei der perpendikularen Magnetisierung stehen die magnetischen Momente nicht parallel zur Oberfläche des Maßbandes (longitudinal), sondern senkrecht dazu. Salopp formuliert gehen die Magnete gewissermaßen in die Tiefe. Dies führt zu einer potenziell wesentlich höheren Feld-Dichte, bei gleicher Oberfläche lassen sich also mehr einzelne Magnete unterbringen. Da bei diesem Verfahren im Gegensatz zur longitudinalen Magnetisierung nahezu alle Elementarmagnete voll ausgerichtet sind, lässt sich eine sehr hohe, langzeitstabile und temperaturunabhängige Genauigkeit realisieren. Denn magnetische Bereiche bleiben nur langzeitstabil, wenn die Elemen-tarmagnete voll ausgerichtet sind. Durch diese Ausrichtung können die Sensoren im für sie optimalen Abtastbereich arbeiten, was ebenfalls der Messqualität zugutekommt. Für eine präzise Aussage über den zurückgelegten Weg werden die magne tischen Perioden gezählt. Im Sensorkopf sind dazu viele einzelne Magnetfeldsen soren einschließlich der entsprechenden Auswerteelektronik integriert. Diese Sens-oren sind innerhalb des Sensorkopfs so angeordnet, dass sie bei ihrer Bewegung entlang der Messstrecke um 90 Grad versetzte Signale ausgeben. Dadurch ist eine richtungsabhängige Messung der Weg- strecke möglich. Der Messwert wird von der Elektronik als Absolutwert ausgegeben. Flexibel einsetzbar Mit der übergeordneten Steuerung kommunizieren die Sensoren wahlweise über eine BISS-C oder SSI-Schnittstelle. Zusätzlich stellt die Auswerteelektronik dem Anwender für schnelle Regelanwendungen mit hohen Sample-Raten Echtzeitsignale in Form von sinusförmigen Analogsignalen 1 Vss oder wahlweise interpolierten digitalen Rechtecksignalen über eine RS422-Schnittstelle bereit. „Dadurch sind die Wegmesssysteme für ein schnelles Feedback in den elektrischen Antriebsachsen der CTP-Systeme geradezu prädestiniert“, freut sich Kaufhold. Die magnetkodierten Wegmesssysteme eignen sich für sehr viele Einsatzbereiche. Für eher spezielle Anwendungen gibt es maßgeschneiderte Lösungen. Bei Bedarf lassen sich auch höhere Auflösungen, Verfahrgeschwindigkeiten sowie größere Detektionsabstände realisieren. Mit Schutzart IP67 und EMV-fester Elektronik und Gehäuse sind die Systeme so robust, dass sie in der Regel ein Maschinen leben lang halten. Fotos: Aufmacher: Fotolia, 01- 03: Balluff www.balluff.com 03 Perpendi kulare Magnetisierung mit voll ausgerichteten Elementarmagneten antriebstechnik 4/2015 129

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