Nieuwe inductieve encoders als positiemeetsysteem in motion control

HEIDENHAIN introduceert met de ECI/EBI 4010 en de ECI 4090 een nieuwe serie inductieve encoders. Deze hebben een holle as met een diameter van 90 mm en zijn bij uitstek geschikt als positiemeetsysteem in motion control systemen.

Het systeem bestaat uit een aftasteenheid en een trommel met daarop de verdeling. De meetsysteemsignalen lopen via een kabel naar de volgelektronica. De toepassingen voor deze encoders zijn vooral te vinden in combinatie met torque motoren in bijvoorbeeld spuitgietmachines, folie- en papiermachines en elektrisch aangedreven persen. De systemen hebben grote aanbouw- en bedrijfstoleranties en kunnen hoge trillings- en stootbelasting verduren. De EnDat-systemen ECI/EBI 4010 zijn gebouwd rondom een verregaand geïntegreerde optische aftast ASIC met optioneel een door een batterij gevoede omwentelingenteller. In de DRIVE-CLiQ-variant ECI 4090 (alleen als single-turn versie) is aanvullend de DRIVE-CLIQ interface unit geïntegreerd.

Technische beschrijving
Deze serie encoders is specifiek ontworpen als motorfeedback-systeem, vooral voor toepassing in torque-motoren en productiemachines. De eigenschappen zijn duidelijk toegespitst op de omstandigheden zoals deze daar optreden. Hiermee onderscheidt dit product zich van onze andere encoders met een holle as van meer dan 90 mm. De technische gegevens voor het temperatuurbereik (tot max. 115 °C), het maximale toerental (tot 6000 min-1) en de trillingsbestendigheid (tot 400 m/s2 voor de aftastkop en 600 m/s2 voor de trommel) volgens EN 60068-2-6 tonen dit op overtuigende wijze aan.

Voordelen van aftastprincipe
De aftasting wordt verzorgd door het zogeheten radiale aftastprincipe. De complete verdeling op de trommel (rotor) en het aftastveld in de aftastkop vormen de positiesignalen. De encoder verwerkt hiermee de signalen van twee incrementele sporen, die elk een verschillende delingsperiode hebben. Dit aftastprincipe biedt grote toleranties, zowel bij de aanbouw als in bedrijf. Bij een resolutie van 20 Bit is een axiale afwijking van de trommel ten opzichte van de aftastkop van 1,5 mm toegestaan, terwijl een ruime afwijking in de rondloop tot 0,2 mm geen probleem vormt.

Montage en inbedrijfname
Ook de montage van de encoders is zeer eenvoudig en gericht op de integratie in motoren en machines. Met een toelaatbare afwijking in de concentriciteit van 0,8 mm voor de oriëntatie van de aftastunit ten opzichte van de trommel, zijn de eisen niet erg hoog. De trommel en de aftastunit zijn voorzien van een centreerrand die montage zonder gereedschap mogelijk maken, waarna het systeem direct bedrijfsklaar is. Voor het beoordelen van uitgangssignalen volstaan de apparaatafhankelijke kengetallen, de gebruikelijke test kan achterwege blijven.

Verregaande compensatie van positieafwijkingen
De inductieve radiale aftasting biedt een verregaande compensatie van die positieafwijkingen, die vooral bij modulaire encoders ontstaan bij fouten in de uitlijning tussen de encoder en aandrijfas. De meetcurve (zie afbeelding) toont een typisch verloop van de nauwkeurigheid bij een rondloopfout van de aandrijfas van 0,2 mm en bij verder ideale montageomstandigheden. Bij encoders waarbij de verdeling radiaal is aangebracht en met een enkele aftasteenheid, is onder vergelijkbare omstandigheden de invloed van een dergelijke rondloopfout duidelijk veel groter.

Safety Integrity Level SIL 2 en SIL 3
De singleturn positie-informatie van de meetsystemen is geschikt voor SIL 2-toepassingen (volgens DIN 61508). Met aanvullende maatregelen in de volgelektronica, is ook certificering volgens SIL 3 mogelijk, inclusief de relevante mechanische foutuitsluiting voor een veilige koppeling.