Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Snímače polohy a otáček pro standardní rotační a lineární pohony

číslo 3/2003

Snímače polohy a otáček pro standardní rotační a lineární pohony

Absolutní a inkremetální snímače pro točivé motory

Pro aplikace se standardními asynchronními nebo synchronními točivými motory s regulací otáček jsou vyvinuty optické rotační snímače, které plní funkci rychlostní zpětné vazby a současně lze jejich výstupní signál zpracovávat jako údaj o úhlové poloze, např. pro polohování vřetena, nebo jako údaj o otáčkách pro elektronickou synchronizaci otáček vřetena a otáček motoru posuvu na soustruzích CNC při řezání závitů. Firma Heidenhain nabízí rozsáhlý výrobní program inkrementálních a absolutních rotačních snímačů pro celou šíři spektra jejich použití.

Obr. 1.

Rotační snímače Heidenhain se vyznačují jednoduchou a flexibilní montáží na motor. Možnosti montáže jsou dány konstrukcí připojovacích prvků a příslušenství. Jsou to statorové spojky, rozličná svorníková spojení, připojovací desky se třmenem, planžetové pružinové spojky nebo, pro méně náročné aplikace, jednoduchý jednostranný plechový úhelník. Pro dosažení kvalitních vstupů pro rychlostní a polohovou regulaci motoru se nejčastěji využívá přímé připojení na hřídel motoru, protože se tím dosahuje přenosu otáčivého pohybu bez mechanické vůle. Standardní provedení snímačů pro průmyslové účely zahrnuje varianty výstupních hřídelí o průměru 6 a 10 mm, alternativně se dodává náboj s vnitřním otvorem o průměru 12, 20, 25, 30, 38 a 50 mm.

K dispozici je také velký výběr druhů fyzického elektrického připojení snímače k motoru. Je možné si vybrat mezi snímači s kabelem a průchodkou, přírubovou zásuvkou (konektorem) nebo svorkovnicovým spojením.

Obr. 2.

Rotační snímače Heidenhain mají velké množství typů elektrických výstupů. Ta u inkrementálních snímačů zahrnuje varianty s pravoúhlými signály TTL, HTL a s pilovým (kvazisinovým) signálem s amplitudou 1 V. Absolutní rotační snímače jsou k dispozici ve variantách se synchro-sériovým rozhraním nebo s obousměrným synchro-sériovým rozhraním EnDat, které umožňuje zabezpečit také diagnostické funkce a naprogramovat základní parametry snímače. Rozhraní EnDat bylo vyvinuto jako kompatibilní komunikační protokol k programovatelným automatům Simatic firmy Siemens a v návaznosti na požadavky uživatelů výrobních linek. Předností absolutních rotačních snímačů je snadné spuštění stroje nebo linky po výpadku proudu nebo po výrobní přestávce bez nutnosti seřizovat synchronizaci zdvihů pracovních jednotek.

V rámci zvláštních požadavků výrobců potravinářských strojů jsou do sortimentu zařazeny i rotační snímače s pouzdrem s korozivzdornou úpravou. Firma Heidenhain nabízí také možnost dodat specifická zákaznická řešení. Využívá při tom vlastní výrobu optických kotoučů s rastry a vysoce propracovanou technologii výroby snímačů.

Absolutní a inkremetální lineární snímače polohy pro lineární pohony

Lineární pohony mohou být konstruovány jako lineární elektrické motory s potřebným mechanickým vedením nebo jako kombinace točivého motoru s převodem (pohybovým šroubem, ozubenou tyčí s pastorkem apod.). Pro mnohé aplikace vyhoví také pneumatické nebo hydraulické lineární pohony. Pro řízení polohy a rychlosti lineárních pohonů je většinou nutné do zpětné vazby zařadit snímač polohy, buď inkrementální, který udává pouze informaci o ujeté dráze a rychlosti, nebo absolutní, který umožňuje v každém okamžiku zjistit vzdálenost pohyblivého dílu od pevně definovaného počátku souřadnice.

Předností absolutního odměřování polohy je to, že informace o poloze pohyblivé části stroje je známa už v okamžiku jeho spuštění. Tím se lze vyhnout najíždění do referenčních bodů nebo nutnosti realizovat řízení stroje bez možnosti sledování absolutní polohy. Nejen u výrobních linek a synchronizovaných výrobních strojů, ale také u obráběcích strojů jsou kladeny požadavky na plnou kontrolu výrobního procesu. Realizace obráběcích strojů s absolutním odměřováním posuvů v mnohých případech ztroskotala na chybějících absolutních lineárních systémech odměřování s dostatečně malým příčným průřezem. Aby byla tato mezera zaplněna, doplnila firma Heidenhain svůj program absolutních lineárních snímačů polohy a nyní nabízí výrobcům obráběcích strojů maloprofilový model LC 481. Snímač je rozměrově kompatibilní s inkrementálními lineárními snímači polohy stávající modelové řady LS 406 a LS 486. Konstrukční změna stroje tedy není nutná. Stejně jako maloprofilový typ LC 481 může být místo velkoprofilového inkrementálního lineárního snímače LS 106 a LS 186 použit absolutní lineární snímač polohy LC 181. Koncové spínače, které dosud přebíraly bezpečnostní funkce, potom nejsou nezbytně nutné.

Obr. 3.

Řízení CNC nebo programovatelný automat, k němuž jsou lineární absolutní snímače připojeny, musí podporovat rozhraní EnDat. Jde o obousměrné synchro-sériové rozhraní s vysokou rychlostí přenosu (taktovací frekvence do 4 MHz), jištěním dat pomocí CRC (Cyclic Redundancy Check), které umožňuje spolehlivě přenášet absolutní hodnoty polohy v měřicích krocích 0,1 µm. Současně jsou k dispozici též inkrementální signály v úrovni 1 V AC.

Nový typ LC 481 se vyrábí pro délky měření do 2 040 mm. Pro délky měření od 1 240 mm je snímač vybaven montážní lištou s kompenzačními prvky pro vyrovnání teplotních deformací. Nově zkonstruované vedení snímacího vozíku umožňuje dosahovat provozní rychlosti až 120 m·min–1 (tj. 2 m·s–1). Hlavním záměrem vývoje bylo naplnění požadavků kladených na moderní stroje s lineárními pohony a na vyloučení nájezdů do referenčních bodů všeobecně.

(Heidenhain)

HEIDENHAIN s. r. o.
Střemchová 16
106 00 Praha 10
tel.: 272 650 597
fax: 272 658 724
http://www.heidenhein.cz

Inzerce zpět