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antriebstechnik 6/2017

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DREHGEBER „Das ist ein

DREHGEBER „Das ist ein Quantensprung“ Magnetische Drehgeber kontra optischer Geber – wer macht das Rennen? Wie kam es denn zu dieser Entwicklung? Wir konzentrieren uns seit vielen Jahren auf die magnetische Abtastung für Drehgeber. Dabei machte unsere Entwicklung kontinuierlich Fortschritte bei Genauigkeit und Geschwindigkeit. Wesentliche Voraussetzung war die zunehmende Leistungsfähigkeit der Mikroprozessoren. Zugleich entwickelten unsere IT-Spezialisten für die Hightech-Chips gezielt Software, die aus magnetischen Drehgebern modernster Bauart das letzte Quäntchen Genauigkeit herauskitzelt. Ende 2013 waren wir so weit, dass wir hochpräzise magnetische Anbaudrehgeber – unsere aktuelle Ixarc-Serie – mit 16-Bit-Auflösung und einer Genauigkeit von 0,09° anbieten konnten. Auf diesem Know-how konnten wir aufbauen und Montage- Kits entwickeln, mit denen die hohen Ansprüche an Dynamik und Auflösung bei der Motorregelung voll und ganz erfüllt werden. Glauben Sie, dass der Markt reif ist für eine Alternative zu Resolvern und optischen Drehgebern? Vielfach kommen heute noch optische Motorgeber oder Resolver zum Einsatz. Posital-Fraba konzentriert sich seit vielen Jahren hingegen auf die magnetische Abtastung. Chefredakteur Dirk Schaar sprach mit Jörg Paulus, General Manager, Sales Europe beim Kölner Unternehmen über die Vorteile der Technologie und den Erfolg der neuen Kit-Encoder-Serie. Im Herbst 2016 hat Posital seinen neuen Kit-Encoder vorgestellt. Wie ist bisher die Resonanz auf das neue Produkt? Die Resonanz ist groß. Wir haben wohl ein Produkt vorgestellt, das bestens zum Anforderungsprofil vieler Motorhersteller passt. Performance und Kosten sind hier die Treiber. Mit einer elektronischen Auflösung von 17 Bit und Multiturn-Funktionalität bieten magnetische Kit-Encoder deutlich mehr als analoge Resolver – sind aber nicht so teuer und aufwändig wie optische Multiturn-Drehgeber. Ganz sicher. Resolver erfüllen ihre Aufgabe grundsolide. Allerdings warten wir mit weiteren Features auf, die viele Kunden schätzen. Multiturn-Funktionalität sowie digitale Schnittstellen mit den Möglichkeiten des elektronischen Typenschildes sind hier zentrale Stichworte. Bei optischen Drehgebern kommt uns, neben dem Preisvorteil, auch zu pass, dass viele Kunden nach Alternativen zu proprietären Schnittstellen wie Endat oder Hiperface suchen. Mit offenen, herstellerneutralen Schnittstellen wie BISS-C und BISS Line liegen wir hier voll im Trend. Sie sprechen von einer deutlichen Leistungssteigerung. Wie war das möglich? Bei der Software und der Power der Chips konnten wir noch mal nachlegen. Neue Filteralgorithmen bei der Signalverarbeitung sorgten dafür, die Echtzeitfähigkeit unserer Anbaugeber weiter zu optimieren. Mit Latenzzeiten im Bereich von Mikrosekunden sind magnetische Einbau-Kits rundum fit für zeitkritische und hochdynamische Motorfeedback-Aufgaben. Kann man also von einem echten Quantensprung sprechen? Unter dem Strich erreichen unsere magnetischen Drehgeber heute fast die Performance von optischen Drehgebern. Gemeinsam mit den Vorteilen unserer Kit-Encoder wie Selbstkalibration Wer und welche Branchen zeigen besonderes Interesse? Vor allem die Motorhersteller sind vielfach interessiert, sich unsere Lösung genauer anzusehen. Dies gilt sowohl für Bestandsmotoren wie für Neuentwicklungen. Gerade bei kleinen Motoren liegt der Aufwand für die eingebauten optischen Systeme oft bei 50 % der Gesamtkosten. Mit den preiswerteren Kit-Encodern lässt sich hier einiges einsparen. Aber auch in ganz anderen Bereichen wie der Medizintechnik, bei Ventilen oder erneuerbaren Energien stoßen wir auf reges Interesse. 01 Der Kit-Encoder ist mit ein paar Handgriffen im Motor sicher installiert 40 antriebstechnik 6/2017

DREHGEBER und einfache Montage kann man sicher von einem Quantensprung sprechen. Sie sprechen System- und Technologievorteile an, vor allem aber auch die Kosten. Wie sind diese beim neuen Produkt gegenüber den am Markt gängigen Systemen einzuschätzen? Gegenüber optischen Motorgebern haben wir Preisvorteile, die bei 30–50 % liegen. Im Vergleich zu Resolvern liegen wir aktuell noch leicht über deren Preis, bieten aber auch mehr. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Anpassung an die vorhandene Mechanik. Gibt das dem Konstrukteur eher die Möglichkeit, den Encoder der Maschine anzupassen und nicht die Maschine an den Geber? Oder gibt es weitere Gründe? Unsere Kit-Encoder passen sich dem Motor an – und nicht umgekehrt. Während der rotierende Permanent-Magnet auf der Welle fixiert wird, ist das kompakte Elektronikpaket – mit Platine, Hall-Sensoren, Wiegand-Sensor und 32-Bit-Prozessor – mit zwei Schrauben auf dem Motorflansch montiert. Prädestiniert ist das kompakte Kit für Motoren mit 40er-Flansch. Bei Bedarf lässt es sich auf andere Formate adaptieren, was für Konstrukteure attraktiv ist. Sie setzen auf die Einkabeltechnik mit der offenen Schnittstelle BISS Line. Warum? Einkabellösungen bieten Vorteile bei den Themen Kosten und Fehlervermeidung, weshalb sie im Kommen sind. BISS Line setzt dabei auf eine offene Schnittstelle, bei der der Motorhersteller nicht an einzelne Hersteller gebunden ist. Somit bieten wir unseren Kunden eine attraktive sowie zukunftsträchtige Schnittstelle. Einige Anbieter setzen auf Hiperface oder Endat. Kann der Kunde diese Schnittstellen auch erhalten oder schließen Sie diese von vorne herein aus? Aktuell sind Endat und Hiperface DSL-Interfaces, die für Drehgeber nur von den Erfindern dieser Schnittstellen – Heidenhain und Sick – angeboten werden dürfen. Derzeit können wir keine Lizenzen für diese Schnittstellen bekommen. Wie groß ist überhaupt die Nachfrage? Die Nachfrage nach Motorgebern ist hoch. In Summe werden einige Millionen Motoren mit integrierten Feedback-Systemen pro Jahr produziert. Wenn man sich vorstellt, was der Vormarsch von Robotik und Automatisierung noch an weiteren Antrieben in Zukunft notwendig macht, dann kann man tatsächlich von einem großen Markt sprechen. Der Kit-Encoder kommt mit einer batterielosen Technik aus. Auch eine Forderung vom Kunden? Batterien haben von Haus aus Schwächen. Neben Lebensdauer und Wartungsaufwand sind dies auch Umwelt- oder Transportprobleme – Stichwort Luftfracht. Bei unseren Multiturn-Gebern Scheinbar haben wir ein Produkt vorgestellt, mit dem wir bei Motorherstellern voll ins Schwarze getroffen haben gibt es mit dem Wiegand-Rotationszähler eine Lösung ohne Batterie, so dass wir diese Probleme elegant und sicher eliminieren. Ein wichtiger Aspekt bei Drehgebern ist die Liefersicherheit bzw. -fähigkeit. Kann Posital hier ebenfalls punkten? In Sachen Liefersicherheit war in der Vergangenheit immer mal wieder die Verfügbarkeit von Wiegand-Draht ein Thema. Dies können wir heute als gelöst ansehen, da wir inzwischen erfolgreich selber Hersteller von Wiegand-Draht und -Sensoren sind und die Produktion auf zwei Kontinenten – in den USA und Deutschland – parallel betreiben. Wagen wir einen Blick in die Zukunft: Wie wird sich die neue Technologie weiterentwickeln? Wir arbeiten schon jetzt an der nächsten Generation. Uns schwebt vor, noch kleiner zu werden – auch mit noch kompakteren Wiegand- Sensoren. Auch bei der Signalqualität und Dynamik ist mit mehr Rechenpower und neuen Algorithmen in Zukunft noch einiges drin. Hat sie vielleicht gar das Zeug dazu, sich im Markt durchzusetzen und andere Technologien abzulösen? Tatsächlich glauben wir, dass magnetische Drehgeber über kurz oder lang etliche optische Varianten verdrängen werden. Die Vorteile der Magnetik sprechen für sich. Optische Systeme sehen wir als Nischenprodukte im Highend-Segment – etwa bei CNC-Maschinen, die Auflösungen von 22 Bit und mehr benötigen. Was wünscht sich der Kunde zukünftig von Posital? Ganz sicher weitere Innovationen sowie ein breites Spektrum an verschiedenen Schnittstellen und mechanischen Anschlussmöglichkeiten. One-stop-Shopping auch bei Drehgebern – das steht hoch im Kurs. www.posital.de Jörg Paulus, Posital Fraba Europa 02 Das kompakte Elektronikpaket auf 36 mm Rundplatine ist das Herzstück des Kit-Encoders 03 Wiegand-Sensoren bieten ein autarkes Energy-Harvesting-System für Rotationszähler antriebstechnik 6/2017 41

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