antriebstechnik 9/2023

DREHGEBER

DREHGEBER MINIATURISIERUNG EINBAUFERTIGER 36-BIT-KNIRPS DIE IDEE Die PWB Encoders GmbH aus Eisenach ist ein Spezialist für besonders kompakte Inkremental- und Absolutwertgeber. Der Winzling AEM30 gehört nach eigenen Angaben derzeit vermutlich zu den kleinsten Multiturn-Drehgebern überhaupt. Aufgrund seiner Leistungswerte eröffnet er dem Antriebs- und Steuerungstechniker einen großen Spielraum, um miniaturisierte Motion-Control- und Motor-Feedback- Systeme zu realisieren und hohe Anforderungen an die Präzision und Zuverlässigkeit zu erfüllen. Auflösungen von bis zu 36 Bit bei Drehzahlen von bis zu 10.000 U/min und eine Dauerlauf-Tauglichkeit für 16 Mio. Umdrehungen und mehr – das sind nur einige Parameter, die Auskunft geben über die Leistungsfähigkeit des AEM30 Minidrehgebers von PWB Encoders. Umso erstaunlicher erscheinen diese Werte angesichts der geringen Dimensionen des Absolutwertgebers. „Mit seinen Abmessungen von gerade einmal 42,5 x 31,0 x 23,9 mm und einem Gewicht von nur 37 g dürfte er weltweit zu den kleinsten und leichtesten seiner Art gehören“, sagt Entwicklungsleiter Stephan Roppel. Mit dem ultrakompakten Multiturn-Drehgeber (mit elektronischem Getriebe) reagiert der Hersteller unter anderem auf die steigende Nachfrage nach besonders platzsparenden Drehgebern, mit denen sich miniaturisierte Motion-Controlund Motorfeedback-Lösungen realisieren lassen. Ob für den Einsatz in der Optoelektronik und Medizintechnik sowie in der Robotik, in der industriellen Automatisierung und im Automobilbau: Konstrukteure integrierter Antriebs- und Steuerungssysteme stehen zunehmend unter Druck, ihre Baugruppen immer kleiner und leichter auszulegen. Die Miniaturisierung Julius Moselweiß, Freier Fachjournalist, Darmstadt „Mit unseren Minidreh gebern und anderen Produkten verstehen wir uns als Ideengeber für Innovationen. Unser Knirps, der hochauflösende 36 Bit-Multiturn-Drehgeber mit robuster magnetischer Abtastung erfüllt hohe Anforderungen hinsichtlich Präzision und Zuverlässigkeit. Gleichzeitig war es unser Anspruch, mit dem derzeit vermutlich kleinsten Multiturn-Drehgeber- Kit konkrete Antworten auf die konstruktiven Herausforderungen durch die rasant fortschreitende Miniaturisierung bei integrierten Antriebs- und Steuerungssystemen zu geben, wie sie etwa in der Robotik oder Medizintechnik zu finden sind. Moderne Encoder- Schnittstellen erlauben dabei eine einfache Integration und die Überwachung wichtiger Kenngrößen, wie zum Beispiel für Condition Monitoring.“ Stephan Roppel, Leiter Entwicklung, PWB encoders GmbH, Eisenach 30 antriebstechnik 2023/09 www.antriebstechnik.de

DREHGEBER darf jedoch weder auf Kosten der Messgenauigkeit noch auf Kosten der Zuverlässigkeit gehen: PWB Encoders liefert den Multiturn-Absolutwertgeber AEM30 deshalb mit einer Auflösung von 36 Bit und mit magnetischer Abtastung, die dank mehrfach-differentieller Feldabtastung über eine sehr hohe Störfestigkeit verfügt. Untergebracht ist das alles in einem schock- und vibrationsstabilen Kunststoffgehäuse. Ebenfalls erwähnenswert: Der Knirps verfügt über einen ESD-Schutz bis 600 W und kann bei Temperaturen von - 40 °C bis + 85 °C eingesetzt werden. HIGH-SPEED-LÖSUNG MIT MARATHON-AUSDAUER Der AEM30 liefert Positionsdaten in Echtzeit und eignet sich auch für Hochgeschwindigkeitsanwendungen, die in rauen Umgebungen agieren müssen. Er kann sowohl für Aufgaben der absoluten Positionierung verwendet werden als auch für das Motion Controlling von bürstenlosen Servoantrieben und Schrittmotoren. Mit seiner Auslegung für bis zu 16 Mio. Umdrehungen und dem nach EN ISO 13840-1 berechneten MTTFd- Wert von 200 Jahren vermag sich der AEM30 auch in Langzeit- Applikationen zu behaupten. Der MTTFd-Wert (Mean Time To Failure, dangerous) ist eine statistische Größe und gibt die mittlere Zeit bis zu einem gefährlichen Ausfall an. FLEXIBLE SCHNITTSTELLEN, EINFACHE MONTAGE Der AEM30 lässt sich im Singleturn-Modus bis zu einer Auflösung von 12 Bit (4.094 Positionen) und im Multiturn-Modus bis zur Auflösung von 24 Bit (16.777.216 Umdrehungen) betreiben. Seine Datenübertragungsrate liegt bei bis zu 10 mBit/s. Der Signalfluss (und die Stromversorgung) erfolgen über einen achtpoligen Molex-Stecker. Der Drehgeber ist wahlweise mit den Schnittstellen SSI, BiSS oder SPI konfigurierbar. Anwender können ihn somit flexibel in unterschiedliche steuer- und regeltechnische Umgebungen einbinden. Der AEM30 ist ein lagerlose Hohlwellen-Drehgeber. Er kann an Wellen mit Durchmessern von bis zu 6,35 mm angebracht werden. Das einbaufertige Kit-System inklusive Befestigungsflansch, Zentrierbuchse und Nabe lässt sich sehr einfach und schnell montieren – zum Beispiel direkt am Motorflansch. Die Nullposition kann nach dem Anbau frei justiert werden. Über die Schnittstellen des Encoders lässt sich seine Drehrichtung einstellen. „Hierüber kann der Nutzer verschiedene Indikatoren überwachen, auswerten und protokollieren. Die Magnet- Feldstärke, der Energiestatus oder die Drehzahl des AEM30 sind einige Beispiele“, erläutert Stephan Roppel. Passend zum Drehgeber gibt es ein Modul zum Anschluss an einen PC und eine Software zur Kalibrierung. AEM30: Der Lagerlose Hohlwellen-Drehgeber für Wellen mit Durchmessern von bis zu 6,35 mm kann mit Auflösungen von bis zu 12 Bit Singleturn oder 24 Bit Multiturn betrieben werden Sein kompaktes Design verdankt der Mini-Drehgeber AEM30 von PWB Encoders dem Einsatz eines elektronischen Getriebes und einer konsequenten Bauteilereduktion. So kommt dieser Absolutwertgeber mit erheblich weniger Bauteilen aus als viele andere Encoder dieser Leistungsklasse. Im direkten Vergleich zu Multiturn-Drehgebern mit mechanischem Getriebe liegt die Bauteilereduktion laut Hersteller bei etwa zehn Prozent. Zudem erfolgt der Anbau ohne Stator- oder Wellenkupplung. Mit den damit verbundenen Möglichkeiten der Bauraumoptimierung eröffnet das AEM30 dem Anwender auch Potenziale für innovative Konstruktionen im Apparate- und Gerätebau. Es dürfte derzeit nur wenige Multiturn-Drehgeber auf dem Weltmarkt geben, die eine vergleichbare Kombination von technischer Leistung und kompakter Bauweise bieten wie der AEM30. Die große Stärke von PWB Encoders liegt dabei in der Umsetzung individueller Kundenlösungen: Für Anwender des kleinen Hohlwellen-Drehgebers erschließen sich dadurch vielfältige Möglichkeiten der bedarfsgerechten Modifikation und Konfiguration. Bilder: PWB Encoders, kazy – stock.adobe.com, mpanch – stock.adobe.com www.pwb-encoders.com MEHR RAUM FÜR INNOVATIONEN