Motorfeedbacksysteme und Drehgeber

Motorfeedback steht im Mittelpunkt der modernen Automatisierung. Ganz gleich, ob Sie einen servogesteuerten Roboterarm bauen oder eine CNC-Spindel synchronisieren, eine genaue Rückmeldung sorgt dafür, dass das gesamte System reibungslos, effizient und sicher läuft. Nachfolgend finden Sie eine tiefer gehende und umfassendere Erläuterung der Funktionsweise von Motorfeedback und wie verschiedene Encoder-Technologien auf unterschiedliche Anwendungen abgestimmt sind.

Was ist Motor-Feedback?

Motor-Feedback, auch Motorsteuerung mit geschlossenem Regelkreis oder Feedback-Steuerung genannt, verwendet einen Mechanismus zur Überwachung und Anpassung der Motorleistung als Wellenbewegung an eine Winkelposition, wodurch ein Drehmoment oder eine kontrollierte Drehgeschwindigkeit bereitgestellt wird. Mit Hilfe von Encodern wird die aktive Leistung des Motors im Vergleich zu seiner gewünschten Leistung gemessen. Eine Motorsteuerung kann dann den Eingang anpassen, um den gewünschten Wert zu erhalten.

Der Encoder fungiert im Wesentlichen als "Sensor" des Motors und liefert Echtzeit-Informationen wie:

• Position (sowohl relativ als auch absolut)
• Drehzahl
• Drehrichtung
• Mehrfache Umdrehungen (für Anwendungen, die
  eine Verfolgung über viele Umdrehungen erfordern)

Vorteile der Rückkopplungssteuerung

Ein richtig konzipiertes System mit geschlossenem Regelkreis bietet mehrere Vorteile:

• Hohe Genauigkeit: Korrigiert Laständerungen, Reibung und Systemvariabilität.
• Konsistenz und Wiederholbarkeit: Unverzichtbar für Fertigung, Robotik und Präzisionsautomatisierung.
• Stabilität: Reduziert Drift und hilft, die Leistung über die Zeit aufrechtzuerhalten.
• Zuverlässigkeit: Erkennt Fehler frühzeitig und ermöglicht ein sichereres Maschinenverhalten.

Es ist wichtig, Kompromisse anzuerkennen: Systeme mit geschlossenem Regelkreis erhöhen die Komplexität und die Kosten und führen zu leichten Verarbeitungsverzögerungen, da das Feedback gemessen und verarbeitet werden muss.

Warum absolute Drehgeber?

Wie bereits erwähnt, werden Drehgeber in den meisten Kontrollsystemen mit Rückführung eingesetzt. Dies liegt daran, dass sie mechanische Bewegungen in präzise elektrische Signale umwandeln können. Diese Signale werden dann an eine Steuerung gesendet, wo sie analysiert und für kontinuierliche Anpassungen verwendet werden. Bei Anwendungen, die ein genaues Drehmoment, präzise Anschläge oder eine gleichmäßige Bewegung erfordern, sorgen Drehgeber dafür, dass dies möglich ist.

Für einen tieferen Einblick in Encoder-Technologien, -Typen und -Anwendungen, besuchen Sie das Knowledge Center.

Servomotor-Feedback-Lösungen

Motorrückführung und Motortyp

Unterschiedliche Motoren erfordern unterschiedliche Rückführungstechnologien. Der Motortyp bestimmt in der Regel den für die Anwendung benötigten Geber.

DC-Motoren

• Typischerweise zusammen mit Inkrementalgebern für Geschwindigkeit und grundlegende Positionierung.
• Ideal für einfachere Bewegungssysteme oder kostensensitive Anwendungen.

AC-Motoren / Induktionsmotoren

• Häufig werden Inkremental- oder Absolut-Hohlwellengeber verwendet.
• Gebräuchlich in Aufzügen, Förderanlagen und Industriemaschinen.

Servomotoren

• Erfordern eine präzise Steuerung mit Absolut-, Sinus- oder Multiturn-Drehgebern.
• Aufgrund ihrer robusten Bauweise können sie auch in rauen Umgebungen eingesetzt werden.

Ungeachtet Ihres Motortyps können die Hengstler-Ingenieure
bei der Ermittlung der richtigen Drehgebertechnologie, der mechanischen Konfiguration, der Wellen
schnittstelle und des Signalprotokolls für Ihr System helfen.

Motorsteuerungsanwendungen mit geschlossenem Regelkreis

Robotik, CNC-Maschinen, Verpackungen, medizinische Geräte und Aufzüge sind allesamt gängige Anwendungen, in denen Rückkopplungssteuerungssysteme zu finden sind. Unabhängig davon, ob die Anwendung eine hohe Präzision benötigt, in ständiger Bewegung ist oder ein hohes Maß an Genauigkeit erfordert, werden Drehgeber auch in Zukunft eine wichtige Rolle in der Motorfeedback-Industrie spielen.

Robotik und absolute Drehgeber

Robotiksysteme erfordern eine präzise Positionierung der Gelenke und ein zuverlässiges Referenzierverhalten. Absolute Drehgeber zeichnen sich in diesen Umgebungen aus, weil:

• Sie geben an jeder Wellenposition einen eindeutigen digitalen Positionswert aus, wodurch die Notwendigkeit einer Referenzfahrt nach einem Stromausfall entfällt.
• Multiturn-Absolutwertgeber können komplette Umdrehungen verfolgen, selbst wenn die Stromversorgung unterbrochen wird.
• Verbesserte Sicherheit: Roboter "schnappen" nicht in eine Standard-Ausgangsposition ein, wenn sie eingeschaltet werden.
• Höhere Wiederholgenauigkeit führt zu präziseren Entnahme-, Schweiß-, Montage- und Inspektionsvorgängen.

CNC-Maschinen und inkrementale Drehgeber

CNC-Maschinen erfordern genaue Positionsrückmeldungen in Echtzeit
für eine koordinierte Bewegungssteuerung. Beide Gebertypen können verwendet werden, aber jeder hat
Nachteile:

Inkrementalgeber

• Erzeugen Impulse proportional zur Wellenbewegung.
• Kosteneffektiv und weit verbreitet in CNC-Spindeln, Tischen und Achsen.
• Erfordern eine Referenzierungsroutine beim Start.
• Bieten eine ausgezeichnete Auflösung, aber keine absolute Positionserhaltung.

ICURO RI58 Inkremental-Drehgeber

Absolute Drehgeber

• Liefern direkte Positionswerte ohne Referenzfahrt.
• Bieten bessere Genauigkeit und geringere Ausfallzeiten.
• Werden zunehmend in modernen CNC-Anlagen bevorzugt.

Verpackung und Drehgeber

Verpackungsanwendungen sind auf Timing, Synchronisation und Geschwindigkeitsverfolgung angewiesen:

Absolute Drehgeber

• Ermöglichen eine präzise Positionierung in Versiegelungs-, Schneide-, Füll- und Sortieranlagen.
• Reduzieren Sie Fehler und verbessern Sie die Konsistenz bei großen Produktionschargen.

Inkrementalgeber

• Ideal für die Verfolgung der Geschwindigkeit oder des Abstands von Förderbändern.
• Kosteneffektiv mit einfacher Integration.

ICURO RI58 Inkremental-Drehgeber

Medizinische Geräte und Absolutwertgeber

In medizinischen Umgebungen müssen Feedback-Geräte eine zuverlässige, wiederholbare Leistung liefern:

• Absolutwertgeber behalten ihre Position über Stromzyklen hinweg bei, was für die Bildgebung, robotergestützte chirurgische Systeme und automatische Dosierung entscheidend ist.
• Hohe Präzision verbessert die Diagnosegenauigkeit und erhöht die Patientensicherheit.
• Ihre Zuverlässigkeit unterstützt strenge Compliance-Standards.

Aufzüge und inkrementale Hohlwellen-Drehgeber

Aufzüge sind für die Geschwindigkeitskontrolle und den reibungslosen Ablauf auf Rückmeldungen angewiesen. Inkrementale Drehgeber mit Hohlbohrung werden typischerweise gewählt, weil:

• Sie messen die Geschwindigkeit genau und zuverlässig.
• Hohlbohrungsdesigns vereinfachen die Installation auf Motor- oder Bremswellen.
• Sie sind eine kosteneffiziente Lösung für vertikale Transportsysteme, bei denen eine absolute Multi-Turn-Positionsverfolgung nicht immer erforderlich ist.
• Ermöglicht den Anbau eines Rads hinter dem Drehgeber, um die Motorwelle manuell zu bewegen, was die Verlustleistung reduziert.

Warum wählen Sie Hengstler für Motor-Feedback-Lösungen

Hengstler hat jahrzehntelang die Encoder-Technologie verfeinert, um zu liefern:

• Hohe Präzision für anspruchsvolle Automatisierungsumgebungen
• Langfristige Zuverlässigkeit mit industrieerprobten Designs
• Robuste Optionen, einschließlich Resolver und Hochleistungs-Drehgeber
• Umfassende Kompatibilität mit AC-, DC, und Servomotor-Plattformen
• Zuverlässige technische Unterstützung bei der Auswahl des richtigen Rückmeldesystems

Ob Sie absolute Genauigkeit, Drehzahlrückmeldung oder robusten Betrieb unter schwierigen Bedingungen benötigen, Hengstler bietet ein umfassendes Portfolio an Drehgebern, die für hervorragende Leistungen entwickelt wurden.