Winkelmessgeräten steigern Präzision
Die Secondary Encoder sollten allerdings eine deutlich höhere Genauigkeit als die im Servomotor verbauten Drehgeber aufweisen, damit ihre Messwerte exakt sind und die von den Drehgebern produzierten Abweichungen vollständig ausgleichen können. Hochgenaue Winkelmessgeräte vom Typ WMFA/WMRA von AMO erfüllen diese Anforderungen und werden entsprechend von Roboterherstellern verbaut.
Es gibt aber eine einfache Möglichkeit, diese Abweichungen zu kompensieren: Durch den Einsatz sogenannter Secondary Encoder. Diese Messgeräte werden zusätzlich zu den bereits installierten Drehgebern hinter dem Getriebe der Roboterachse montiert. Sie erfassen die tatsächliche Position jedes Robotergelenks im dreidimensionalen Raum, sodass der Roboter das Werkzeug mit der gewünschten Präzision führt. Darüber hinaus messen die Winkelmessgeräte an jeder Achse die Kräfte, die durch den Bearbeitungsvorgang am Werkstück auf den Roboter zurückwirken. Insgesamt lässt sich die absolute Positioniergenauigkeit am Tool Center Point so um 70 bis 80 Prozent steigern.
Hochgenaue periodische Teilung
Sämtliche absoluten WMFA- und WMRA-Winkelmessgeräte bestehen aus Sensoren sowie einer integrierten Auswerteelektronik (ASIC). Die Geräte arbeiten nach dem rein induktiven Amosin-Abtastprinzip: Dabei tastet eine planare Spulenstruktur ein Edelstahlband ab, in das eine hochgenaue periodische Teilung eingebracht wurde. Diese sogenannte Maßverkörperung wird in einem speziellen Herstellungsprozess zu einem geschlossenen Messring geformt, der entweder auf einem Teilungsträger als Winkelmessflansch oder als dünnwandiger Messring erhältlich ist. Die absoluten Maßverkörperungen von AMO bestehen aus einer inkrementellen Spur mit einer Teilungsperiode von 1.000m und einer zusätzlichen Absolut-Spur mit einer seriellen Kodierung.
Außergewöhnlicher Aufbau
Die Ausführung der Sensoreinheit im Abtastkopf als planare Spulenstruktur ist eine Besonderheit der Winkelmessgeräte von AMO. Da in der Sensoreinheit mehrere Spulenelementen in Messrichtung angeordnet sind, kann eine Abtastung bzw. Mittelung über mehrere Teilungsperioden realisiert werden. In Kombination mit der Maßverkörperung lässt sich so eine sehr hohe Signalgüte in der Positionsinformation erzielen.
Durch den modularen Aufbau mit Messring und separater Abtasteinheit sind die Winkelmessgeräte nicht nur flexibel an die jeweilige Anwendung anpassbar. Sie können laut Hersteller auch sehr leicht in Industrieroboter integriert werden, ohne dafür umfangreiche Änderungen an den Achsen vornehmen zu müssen. Die Winkelmessgeräte eignen sich sowohl für große Wellendurchmesser als auch für schwierige Einbausituationen. Raue Umgebungsbedingungen sind für sie ebenfalls kein Problem: Die Geräte in IP67 widerstehen Schmutz ebenso wie magnetischen Störfeldern.
Umfangreiche Schnittstellenvielfalt
Ein weiterer Vorteil ist die Schnittstellenvielfalt der Winkelmessgeräte: Sie verfügen über ein EnDat 2.2-Interface von Heidenhain und einen Drive-Cliq-Anschluss von Siemens – beide sind auch in einer funktional sicheren Ausführung erhältlich. Darüber hinaus bietet AMO die Messgeräte auch mit Fanuc-, Mitsubishi-, BiSS/C- und SSI+1Vss-Schnittstelle an. Die große Auswahl an Schnittstellen gibt Roboterherstellern die Freiheit, verschiedene Steuerungssysteme zu verwenden. AMO will das Angebot an Interfaces kontinuierlich ausbauen, um die Winkelmessgeräte fit für möglichst viele Anwendungsbereiche zu machen.
