Wie präzise dynamische Linearmotoren ihre Antriebs- und Transportaufgaben übernehmen, hängt auch vom Messsystem ab. Die berührungslose Messung via Magnetostriktion ist eine leistungsfähige Lösung für diese Aufgabe.
Wegen ihrer Dynamik, Stellgenauigkeit, Langlebigkeit und Wartungsarmut werden Linearmotoren in High-End-Anwendungen eingesetzt. Von der Elektronik-, über die Automobil- und Roboterindustrie bis zu Werkzeugmaschinen, Handlings- und Montagesystemen oder Verpackungsmaschinen sollen sie die Produktionsleistung sowie die Fertigungsqualität steigern.
Linearmotoren in Form eines Langstatorsystems baut die EAAT GmbH. Bei der Wahl des Messsystems verglichen die Experten aus Chemnitz verschiedene magnetostriktive Lösungen. Der Temposonics-Positionssensor der Lüdenscheider MTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG arbeitete im Praxistest besonders rauscharm und zuverlässig, und das Geschwindigkeitssignal wies im Zeitverlauf kaum Schwankungen auf. Andere Messsysteme wichen in den Tests um bis zu 50 mm/s vom Istwert ab, obwohl ihre Daten von der Elektronik korrigiert wurden. Da mit Schwankungen in dieser Größenordnung ein präziser Linearantrieb nicht realisierbar ist, entschied sich EAAT für die Temposonics-Sensoren, die die Inbetriebnahme des Linearmotors ermöglichten.
Die Sensoren erfassen nicht nur die Position des Schlittens am Motor, sondern auch seine Geschwindigkeit im Bereich von 0,5 bis 1000 mm/s und seine Beschleunigung von bis zu 10 m/s2. Besonders für niedrige Geschwindigkeiten ist eine hohe Genauigkeit des Messsystems erforderlich, die die Temposonics-R-Serie mit SSI-Ausgang, integrierter Elektronik und einer Auflösung bis zu 1 µm herab bietet. Mit möglichen Messraten von bis zu 4 kHz und Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 1,0 MBd je nach Übertragungsstrecke tragen diese Sensoren dazu bei, dass ein Linearmotor seine Dynamik ausspielen kann.
Da die Sensoren die absolute Positionsbestimmung ermöglichen, ist beim Einschalten des Linearantriebs, bei mechanischen Kollisionen oder nach einem Stromausfall keine Referenzmarkenanfahrt notwendig. Im laufenden Betrieb steuern die Sensoren mit einer Wiederholgenauigkeit von unter ± 4 µm eine bereits angefahrene Position wieder an. Mit einer typischen Zykluszeit von ≤ 1 ms meldet der Sensor die Position an den Umrichter zurück.
Die Einsatzgebiete magnetostriktiver Positionssensoren sind breit gefächert, denn durch ihre Vielfalt in Bauform, Messlänge und Schnittstelle sind sie sehr flexibel. Beispielsweise ermöglicht der flexible RF- Sensor mit biegsamem Messstab Linearmessungen auf nicht gradliniger Strecke bis zu 15 m. op
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