Inkrementelle Drehgeber: Wie sie funktionieren und warum sie wichtig sind 

 Was ist ein Inkrementaldrehgeber?

Ein Inkrementaldrehgeber ist ein Positionsrückmelder, der in gleichen Abständen eine bestimmte Anzahl von Impulsen pro Umdrehung (PPR) abgibt. Diese Impulse können auch einer linearen Bewegung in Zoll oder Millimetern entsprechen. Inkrementalgeber werden häufig in der industriellen Automatisierung, der Robotik und in Bewegungssteuerungssystemen zur präzisen Positionierung eingesetzt. 

Wie Inkrementalgeber funktionieren 

Inkrementalgeber erzeugen Ausgangssignale, die eher eine Bewegung als eine absolute Position darstellen. So funktionieren sie: 

Einkanaliger Ausgang 

Ein einkanaliger Ausgang ist ideal für Anwendungen, bei denen die Bewegungsrichtung irrelevant ist. Er liefert eine einfache Impulsfolge zur Geschwindigkeits- oder Abstandsmessung. 

Zweikanaliger Quadraturausgang 

Wenn die Richtung eine Rolle spielt, wird ein zweikanaliger Ausgang mit einer Phasenverschiebung von 90° verwendet. Die Phasendifferenz zwischen den Kanälen bestimmt die Drehrichtung. Dies ist entscheidend für Prozesse, die eine Bewegungsumkehr oder Vibration beinhalten, bei denen die genaue Nettoposition berechnet werden muss. 

Warum Quadraturzählung die Auflösung verbessert 

Maschinenvibrationen können dazu führen, dass unidirektionale Drehgeber falsche Impulse erzeugen und so die Steuerungssysteme in die Irre führen. Die Verwendung eines Quadraturzählers verhindert dieses Problem. 

• x2 Auflösung: Zählt steigende und fallende Flanken eines Kanals. 
• x4 Auflösung: Zählt beide Flanken auf beiden Kanälen für maximale Präzision. 

Positionsanzeige und Homing 

Inkrementalgeber benötigen nach Stromausfall oder Störungen einen Referenzpunkt. Ein Markersignal (auch Index- oder Z-Kanal genannt) wird einmal pro Umdrehung an einer bekannten Position erzeugt. Dies ermöglicht Referenzfahrten und eine genaue Initialisierung von Positionszählern. 

Anwendungen von inkrementalen Drehgebern 

• Industrieautomation: Drehzahl- und Positionsrückmeldung für Motoren und Förderanlagen 
• Robotik: Präzise Bewegungssteuerung in dynamischen Umgebungen 
• Verpackung & Druck: Synchronisation von Schneide- und Zuführvorgängen 
• Werkzeugmaschinen: Genaue Spindel- und Achsenpositionierung 

Vorteile und Einschränkungen 

Vorteile: 

• Hohe Auflösung und kostengünstig 
• Einfache Signalverarbeitung 

Einschränkungen: 

• Erfordert Referenzfahrt nach Stromausfall 
• Empfindlich gegen Umwelteinflüsse ohne entsprechendes Design 

Hengstler Lösungen für inkrementale Drehgeber 

Hengstler's ICURO Serie bietet robuste inkrementale Drehgeber, die für anspruchsvolle industrielle Umgebungen entwickelt wurden: 

• Hohe PPR-Optionen für feine Auflösung 
• Robuste Konstruktion für Vibrations- und Schockfestigkeit 
• Große Auswahl an Schnittstellen für einfache Integration