Direktantrieb Drehmomentmotor Kreisringraster

Kreis- (Winkel*)-Encoder können auf einer Vielzahl von Maschinen und Anlagen eingesetzt werden. Ein Drehencoder besteht aus einem Positionsmess-Lesekopf und einer präzisen Skala, die auf der zylindrischen oder scheibenförmigen Oberfläche des Drehencoders eingraviert ist. Der Lesekopf misst die Position, indem er regelmäßig angeordnete Skalenmarkierungen optisch erfasst und diese als analoges oder digitales Signal überträgt. Anschließend wird das Signal in eine Positionsanzeige durch ein digitales Display (DRO) oder einen Bewegungscontroller umgewandelt.

Präzise Drehbewegung wird von vielen modernen Automatisierungssystemen benötigt, wie zum Beispiel rotierenden Computer-to-Plate (CTP) Vorpressen, Werkzeugmaschinenachsen A, B und C, Oberflächenmontagemaschinen, Formmesssystemen, Wafer-Handhabungs- und -Inspektionseinrichtungen sowie Goniometern. Verschiedene Anwendungen erfordern unterschiedliche Kombinationen aus Encoder-Leistung und -Funktionen zur Optimierung ihrer Funktionalität – manche erfordern Genauigkeit, während andere Wiederholgenauigkeit, hohe Auflösung oder niedrige zyklische Fehler für die Geschwindigkeitsregelung benötigen. Die Auswahl eines Encoders, der das beste Gleichgewicht zwischen technischen Spezifikationen und Funktionalität bietet, ist herausfordernd, und nur wenige Encoders erfüllen alle Anforderungen.

Präzisionsbewegungssteuerung hängt von der Genauigkeit und der dynamischen Antwort des Systems ab. Eine genaue Positionsmessung ist wichtig, aber das System funktioniert nicht richtig, wenn es keine präzise Positionssteuerung gibt. Direktantriebs-Drehmotoren oder Drehmomentmotoren bieten ein hohes Drehmoment und eine präzise Servosteuerung über einen sehr kleinen Winkelbereich. Da die Last direkt am Antriebsmotor gekoppelt ist, ist es nicht nötig, Übertragungskomponenten zu installieren, die Rückstoss, Hysterese, Getriebefehler oder Stretching von Riemen verursachen könnten, was zu einer exzellenten dynamischen Antwort führt. Während die rahmenlose Konstruktion von großen Bohr-Drehmomentmotoren keinen offensichtlichen Kopplungsansatz bietet, um den Wellencodierer zu montieren, bietet der Ringencoder eine einfache Lösung. Darüber hinaus kann der Drehencoder starr am Antriebsmotor wie eine Last gekoppelt werden, wodurch unnötige Lücken im System beseitigt werden. In jedem Mess- oder Steuersystem ist es wünschenswert, den Encoder so nah wie möglich am Antriebsmotor zu haben, was hilft, potenzielle Wellenschwingungen zu minimieren, die die Servoleistung beeinträchtigen, insbesondere wenn die Servobandbreite zunimmt.

Drehencoder bieten eine ausgezeichnete Lösung für die Bereitstellung präziser Winkelpositionsrückmeldung. Wie beim Auswählen eines Motors erfordert das Wahl des richtigen Drehencoders ein Verständnis der Faktoren, die die Genauigkeit des Encoders beeinflussen, und ein gutes Verständnis dafür, wie man auf Basis tatsächlicher Spezifikationen Leistungsdefizite überwindet. Beim Auswählen eines Drehencoders ist es ratsam, eine Reihe von Parametern zu berücksichtigen, wie Datendurchsatz, Systemgröße, Komplexität und Kosten, zusätzlich zu Genauigkeit und Auflösung. Heutzutage können lineare Gitter mit einer Genauigkeit und Auflösung von einigen zehn Nanometern messen, während Drehgitter innerhalb einer Ecke Sekunde messen können. Eine Ecke Sekunde ist ein sehr kleiner Winkel:
•Sie kann als der Winkel ausgedrückt werden, der einer Bogenlänge von 1 μm bei einem Radius von 206,25 mm entspricht.
•Sie kann als der Winkel zwischen einer Entfernung von 30 m auf der Erdoberfläche und dem Erdmittelpunkt ausgedrückt werden.
• Auflöst zu einem Datenrate von 1,3 MHz bei 1 Umdrehung pro Minute.

Es ist sinnvoll, Genauigkeit, Auflösung und Wiederholgenauigkeit zu berücksichtigen, wenn die erforderliche Messtechnische Leistung bestimmt wird:
Für Anwendungen mit hohen Wiederholbarkeitsanforderungen (z. B. Aufnahmegeräte) ist das wiederholte Anhalten des Systems an der gleichen Rasterzählposition wichtiger als die Genauigkeit der einzelnen Tischwinkel.
Bei kontinuierlich fließenden Bewegungen erlauben die ausgewählte Encoder-Auflösung und -Genauigkeit keine Jitterfehler innerhalb der Servoregelbandbreite.
Bei langsam beweglichen Geräten wie astronomischen Teleskopen ist eine genaue Winkelmessung wichtiger als die maximale Datendurchsatzrate des Systems.
Bei Hochgeschwindigkeits-Systemen kann es notwendig sein, zwischen Geschwindigkeit und Positionsgenauigkeit zu kompromittieren: Dicke Schlitze (weniger Ticks) eignen sich für hohe Datendurchsatzraten, aber feine Schlitze (mehr Ticks) haben typischerweise geringere Teilungsfehler.