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Programmierbare Rotativ-Encoder

Autor / Redakteur: Philipp Birrer / Hermann Jörg

>> Frei zu parametrieren und dadurch schnell verfügbar und flexibel einsetzbar – diese Vorteile bieten die programmierbaren Absolut- und Inkremental-Encoder von Sick. Auch hinsichtlich der signifikanten Kostenreduzierung in der Beschaffungs-, Lager- und Servicelogistik bei OEMs, Systemintegratoren und Distributoren sind diese Rotativ-Encoder eine «runde» Sache.

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Für die Programmierung ohne PC, z.B. bei Wartungs-, Service- oder Einstellarbeiten an einer Maschine, gibt es ein stand-alone Programming-Tool im Jackentaschen-Format. (Bild: Sick)
Für die Programmierung ohne PC, z.B. bei Wartungs-, Service- oder Einstellarbeiten an einer Maschine, gibt es ein stand-alone Programming-Tool im Jackentaschen-Format. (Bild: Sick)

Der Inkremental-Encoder DFS60, der absolute Singleturn-Encoder AFS60 und der absolute Multiturn-Encoder AFM60 von Sick sind rotative Sensoren zur Weg-, Winkel-, Geschwindigkeits- und Positionserfassung. Eingesetzt werden sie unter anderem in Fertigungsabläufen, Handlingsystemen, Produktionsmaschinen, Drucksystemen sowie Mess- und Prüfeinrichtungen. Konstruktionstechnisch sind sie auf die teils harten Einsatzbedingungen dieser Anwendungen sehr gut vorbereitet. So stehen bei allen Encodern verschiedene Produktausführungen mit Klemmflansch, Servoflansch, Aufsteck- und Durchsteckhohlwelle in unterschiedlichen Durchmessern zur Verfügung. Dadurch wird eine jeweils passende mechanische Verbindung zum Motor, zur Maschinenwelle oder zum Antrieb gewährleistet.

Der universelle, radial wie axial ausrichtbare Kabelabgang sowie die Einbautiefe der Encoder erleichtern den Einbau bei beengten Platzverhältnissen. Schutzart IP 65, ein grosser, von –30 °C bis +100 °C reichender Temperaturbereich, die Codescheibe aus Nickel sowie der vergrösserte Kugellagerabstand zur Minimierung von Vibrationen sorgen für eine unerreichte Robustheit. Diese ist in «gemässigten» Industrieapplikationen, beispielsweise der Lager-, Förder- und Hebetechnik, ebenso gefragt wie beim Einsatz in Heavy-Duty-Applikationen wie etwa im Bauwesen, in Hütten- und Walzwerken oder in Holzverarbeitungsmaschinen. Was nebst diesen Punkten für Antriebshersteller, Maschinenbauer und Systemintegratoren immer öfter das entscheidende Argument für einen DFS60, AFS60 oder AFM60 darstellt, ist die freie Programmierbarkeit dieser Encoder.

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Dank Programmierung universell einsetzbar

Die Tatsache, dass sich die Encoder frei und damit flexibel programmieren lassen, liefert vielerorts über ihre technische Funktionalität hinaus den entscheidenden Mehrwert. So kann beispielsweise beim DFS60 im Bereich von 1 bis 65 536 jede Strichzahl anwendungsspezifisch festgelegt werden, bei den Absolutencodern AFS und AFM sogar bis 262 144. Dadurch können diese Encoder wesentlich feiner eingestellt werden als Geräte, bei denen die Anpassung lediglich in Faktor-X-Schritten möglich ist. Darüber hinaus ist auch die Nullimpulsbreite applikationsbezogen definierbar, entweder elektrisch für 90°, 180° und 270° oder mechanisch für 2° bis 359°. Das Highlight stellt schliesslich die Möglichkeit dar, den Spannungspegel der ausgangsseitigen TTL- beziehungsweise HTL-Schnittstellen individuell einzustellen, ein bis dato einzigartiges Merkmal bei Inkremental-Encodern. Insgesamt kann so jeder programmierbare Encoder genau so eingestellt werden, wie es für eine Anwendung erforderlich ist – und zwar direkt ab Lager, was eine kurzfristige Liefer- beziehungsweise Einsetzbarkeit gewährleistet.

Bedienfreundlich programmierbar

Damit Maschinenbauern und Integratoren der Mehrwert dieser vielseitigen Encoder ohne Mehraufwand zur Verfügung steht, wurde grosser Wert auf eine bedienfreundliche Programmierung gelegt. Sie erfolgt – ohne zusätzliche externe Spannungsversorgung – über die Standard-Ausgangsleitung der Geber. Mit Hilfe eines für alle programmierbaren Encoder identischen Standard-Programming-Tools können die im elektronischen Typenschild werksseitig vorgegebenen Parameter für Strichzahl, Nullimpulsbreite, Zero-Set und Ausgangspegel per PC oder Notebook ausgelesen, entsprechend der Applikation verändert und gespeichert werden. Für die Programmierung ohne PC, beispielsweise bei Wartungs-, Service- oder Einstellarbeiten an einer Maschine, gibt es nun auch ein Stand-alone-Programming-Tool im Jackentaschen-Format mit einem im Wesentlichen identischen Funktionsumfang. Beide Tools erlauben zudem das Klonen einmal festgelegter Einstellungen auf beliebig viele Encoder – eine wesentliche Arbeitserleichterung bei regelmässig wiederkehrenden Applikationen.

Argumente für den Praktiker

Gerade im eingebauten Zustand ist die Möglichkeit, die Encoder zudem über ihre Standardschnittstelle RS485 ansprechen zu können, ein entscheidender Vorteil, vor allem im Vergleich zu Geräten mit Dip-Schaltern: Deren Programmierung über die Steuerung ist ebenso wenig möglich wie das Klonen von Einstellungen. Hinzu kommt je nach Gerät eine umständliche Handhabung. PG-Verschraubungen, die gerne verloren gehen, müssen entfernt und wieder aufgesetzt werden, die Schalter oder auch ein dahinterliegender Programmierstecker sind nur umständlich erreichbar. Schliesslich ist der Zeitaufwand hier wesentlich höher als bei den programmierbaren Encodern von Sick. Alles Argumente, die bei Praktikern auf offene Ohren stossen und ihre Entscheidung massgeblich beeinflussen.

Kalkulierbarer Mehrwert in verschiedensten Szenarien

Ob in der Antriebstechnik oder im Maschinen- und Anlagenbau: Produktmerkmale, die über die technische Funktion hinaus einen wirtschaftlichen Mehrwert bieten, sind mehr denn je auswahlrelevante Qualitätsparameter. Die Eigenschaft der Programmierung führt bei den Encodern zu ganz unterschiedlichen Mehrwert-Szenarien. Verschiedene Beispiele bestätigen dies.

Ein international tätiger Antriebshersteller hat die Einführung der programmierbaren Encoder zum Anlass genommen, die bislang eingesetzte Rotativ-Sensorik zu standardisieren. Mehr als 100 Encoder-Varianten wurden auf einen einzigen Typ der Baureihe DFS60 reduziert. Legt man einen – vielerorts als durchaus realistisch betrachteten – Kostenwert von 100 Euro pro Jahr für die laufende Verwaltung und Lagerung einer Materialstammnummer, das heisst eines Encodertyps, zugrunde, konnte der Antriebshersteller hier jährlich mehr als 10 000 Euro einsparen. Auch das Ersatzteil- und Wartungswesen profitiert, denn an Lager liegt immer ein passendes Universal-Gerät, das schnell applikationsspezifisch programmiert werden kann. Durch die schnelle Verfügbarkeit werden darüber hinaus im Ernstfall Stillstandzeiten von Maschinen oder Anlagen minimiert – zumal es kein Vertauschen eines Ersatzteils geben kann.

In anderen Anwendungen, beispielsweise in Maschinen zur Papierverarbeitung, zum Drucken und Kennzeichnen, sind es andere Mehrwert-Aspekte, die für den entscheidenden Vorteil sorgen. Ein Hersteller von Grossformatdruckern und Plottern nutzt die freie Programmierbarkeit dazu, die Strichzahlen je nach Auflösung des Drucks und der Stärke des zu bedruckenden Mediums mit höchster Präzision einzustellen – direkt über die Steuerung der Maschine. Dadurch parametriert sich die Maschine von Auftrag zu Auftrag selbst, auf die jeweils am besten erzielbare Druckqualität. Die Möglichkeit, auch unübliche Auflösungen ohne umständliche Verrechnung in der Maschinensteuerung auf einfache Weise handhaben zu können, ist auch für den flexiblen Einsatz von Inkjet- und Laser-Codiersystemen von hohem Wert. Da jede Strichzahl definiert werden kann, ist man bei den Herstellern in der Lage, den gleichen Encodertyp für unterschiedlichste Produktkennzeichnungen einzusetzen, unabhängig von der Grösse oder der Rundung beziehungsweise Ebenheit der zu bedruckenden Flächen. Selbst bei der Inbetriebnahme solcher Kennzeichnungsanlagen ist es noch möglich, die Auflösung vor Ort anzupassen – wobei sich das kompakte Stand-alone-Programming-Tool besonders bewährt, da es schnell und unkompliziert zur Hand ist.

Fazit

Flexibilität, schnelle Verfügbarkeit, unkomplizierte Servicemöglichkeiten, effiziente Materialbewirtschaftung: Damit sind Anwender auch für die nächsten Jahre auf Erfolg programmiert. <<

* Philipp Birrer ist Produktmanager Komplexe Sensorik bei der Sick AG in Stans

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