handling - Fachportal für Handhabungstechnik, Fabrikautomation, Intralogistik

Bad SalzuflenAntriebstechnik 4.0 auf der FMB

FMB-Antriebstechnik

Welche aktuellen Entwicklungstrends gibt es in der Antriebstechnik? Vom 7. bis 9. November werden auf der FMB – Zuliefermesse Maschinenbau mehr als 90 von 447 Ausstellern ihre Neuheiten in der elektrischen, mechanischen, hydraulischen und pneumatischen Antriebstechnik vorstellen.

…mehr

PositioniermesssystemeOptisch besser

Positionsmesssysteme für Direktantriebe
sep
sep
sep
sep
Positioniermesssysteme: Optisch besser
Für Positioniermesssysteme in Regelkreisen mit Direktantrieben gelten besondere Anforderungen hinsichtlich Wegauflösung und kurzperiodische Positionsabweichungen. Optische Messsysteme haben klaren Vorteil.



Translatorische (Linearmotoren) und rotatorische (Torquemotoren) Direktantriebe müssen einen weiten Geschwindigkeits- beziehungsweise Drehzahlbereich abdecken, da mechanische Getriebestufen fehlen. Für die Lage- und Geschwindigkeitsreglung wird ein- und dasselbe Messsystem herangezogen. Für die Geschwindigkeitsregelung wird die Information durch Differenzieren der Weginformation (Position) gewonnen. Besonders bei niedrigen Geschwindigkeiten ist eine ausreichende Menge an Positions-Informationen pro Zeiteinheit vom Messsystem zu liefern, damit der Antrieb gleichmäßig und schwingungsfrei arbeiten kann. Deshalb werden Messsystem-Auflösungen im Sub-Mikrometer-Bereich gefordert.

Anzeige

Langperiodische Positionsabweichungen, verursacht zum Beispiel durch Ungenauigkeiten der Maßverkörperung (Maßstab beziehungsweise Rasterkreis), Führungsfehler des Schlittens oder thermische Deformationen beeinflussen das Regelverhalten eines Direktantriebes nicht negativ, sondern „nur“ die Positioniergenauigkeit. Diese Abweichungen können zum Teil korrigiert werden. Kurzperiodische Positionsabweichungen hingegen sind besonders kritisch. Dadurch, dass die Geschwindigkeitsinformation aus der Weginformation durch Differenzieren nach der Zeit gewonnen wird, ergeben sich kurzperiodische virtuelle Geschwindigkeitsänderungen, auf die der Antrieb zur Kompensation mit kurzzeitigen Beschleunigungen oder Verzögerungen reagiert. Wegen der hohen Dynamik und geringen Dämpfung eines Direktantriebes führt das zu Schwingungen, Geräuschen und Bearbeitungsspuren, etwa beim Einsatz in einer Werkzeugmaschine. Eine weitere Auswirkung ist die erhöhte Stromaufnahme des Motors, was zu erheblichen Erwärmungen des Antriebes führen kann. Die genannten Positionsabweichungen können durch folgende Einflüsse verursacht werden: nicht idealer Anbau des Messsystems, Verschmutzung der Maßverkörperung oder Toleranzen der Interpolationselektronik. Durch diese Einflussgrößen werden die Sinussignale des optischen Sensors mehr oder weniger stark verzerrt. In der Sin-Cos-Darstellung der Signale ergeben sich Abweichungen von der Kreisform der Lissajous-Figur und Gleichspannungs-(Offset-)Anteile. Im Ergebnis der Sinussignal-Interpolation werden unterschiedliche Inkrementlängen innerhalb einer Teilungsperiode (Signalperiode) trotz konstanter Verfahrgeschwindigkeit erzeugt. Dieser Fehler wird auch als Interpolationsfehler bezeichnet.

Wichtiger Parameter eines Linearmesssystems ist die Teilungsperiode (Abstand zweier Striche) der Maßverkörperung. Bei optischen Messsystemen hat sich als Kompromiss zwischen hoher Grundauflösung, Anbautoleranzen und Verfahrgeschwindigkeit ein Wert von 20 Mikrometer durchgesetzt. Für die geforderte Auflösung im Sub-Mikrometerbereich müssen die sinusförmigen Rohsignale interpoliert werden. Üblicherweise liegen Interpolationsfehler für ein optimal angebautes Linearmesssystem mit unverschmutztem Maßstab bei plus/minus einem bis zwei Prozent der Teilungsperiode der Maßverkörperung. Bei verschmutztem Messsystem oder/und nicht optimalem Anbau können diese Abweichungen leicht auf den fünf- bis zehnfachen Wert ansteigen; die dadurch verursachten Störungen des Antriebes sind erheblich. Zur Reduzierung dieser Einflussgrößen werden sämtliche Messsysteme von Numerik Jena serienmäßig mit einer dynamischen Signalregelung ausgestattet. Trotz grober Anbautoleranzen und großen Maßstabverschmutzungen arbeiten Direktantriebe mit Numerik Jena Messsystemen zuverlässig und präzise. Der Vorteil von optischen Messsystemen liegt auf der Hand; nichtoptische Messsysteme arbeiten auf Grund ihres Wirkprinzips mit deutlich größeren Teilungsperioden; die daraus resultierenden periodischen Fehler liegen um den Faktor zehn bis 100 höher als bei optischen Messsystemen. pb

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zu dieser Firma

Messsysteme: Präzisionstechnik  aus Jena

MesssystemePräzisionstechnik aus Jena

Der High-Tech-Region Jena mit zahlreichen Forschungseinrichtungen – wie die der Max-Planck-Gesellschaft, der Fraunhofer-Gesellschaft, der Friedrich-Schiller-Universität, der Fachhochschule und Firmen mit so klangvollen Namen wie Zeiss, Schott oder Jenoptik sowie weiteren zirka 150 High-Tech-Unternehmen – wurde in Anerkennung der einmaligen Konzentration von Wissenschaft und innovativer Technik der Titel „Stadt der Wissenschaften 2008“ verliehen.

…mehr
Messsysteme zur Positionsrückmeldung: Nach Kundenwunsch

Messsysteme zur PositionsrückmeldungNach Kundenwunsch

Messsysteme zur Positionsrückmeldung
Enge Beziehungen sowohl zu potenten Lieferanten als auch zu innovativen Kunden der Automatisierungsbranche im Umkreis von wenigen Kilometern sind ein guter Nährboden für die Entwicklung von herausragenden Erzeugnissen.
…mehr

Weitere Beiträge in dieser Rubrik

FMB-Antriebstechnik

Bad SalzuflenAntriebstechnik 4.0 auf der FMB

Welche aktuellen Entwicklungstrends gibt es in der Antriebstechnik? Vom 7. bis 9. November werden auf der FMB – Zuliefermesse Maschinenbau mehr als 90 von 447 Ausstellern ihre Neuheiten in der elektrischen, mechanischen, hydraulischen und pneumatischen Antriebstechnik vorstellen.

…mehr
Promess-UDM5_30

DrehmomentmoduleDrehmomentmessung und Antrieb in einem

Promess wird auf der Automatica seine Universellen Drehmomentmodule UDM5 präsentieren. Die Systeme kommen überall dort zum Einsatz, wo der Kunde einen hohen Anspruch an die Genauigkeit bei der Drehmomentmessung bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastung stellt.

…mehr
Jakob Sicherheitskupplung_SKB

Kupplung zum KollisionsschutzMIt Sicherheit gegen Überlast

Im Maschinenbau gewinnen aufgrund der zunehmenden Automatisierung und Dynamisierung Sicherheitsaspekte wie Kollisionsschutz an Bedeutung. Mit dem Typ SKB hat Jakob eine Sicherheitskupplungsgeneration zur Überlastbegrenzung für indirekte Antriebe im Sortiment.

…mehr
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Anzeige