Dieser Artikel wurde auf der Grundlage der hochentwickelten technischen Kompetenz und des Fachwissens erstellt, die wir seit unserer Gr\u00fcndung im Jahr 1919 als f\u00fchrendes Unternehmen in der Kunststoffverarbeitung erworben haben.Unsere Abteilung analysiert kontinuierlich die Markttrends und neuesten Technologien im Bereich ultrakompakter, hochpr\u00e4ziser Mikromotoren und konzentriert sich darauf, Konstrukteuren und Entwicklern Informationen mit hohem Mehrwert zur Verf\u00fcgung zu stellen. Als Expertenteam mit fundierten Kenntnissen der Produkteigenschaften unterst\u00fctzen wir Sie durch die Bereitstellung pr\u00e4ziser und praxisorientierter Inhalte bei der L\u00f6sung Ihrer Herausforderungen und bei technologischen Innovationen.<\/span><\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n <\/p>\n Ein Encoder ist ein Sensor, der den Drehwinkel oder den Verfahrweg einer Maschine erfasst und diese Werte in digitale Signale oder Impulssignale umwandelt und ausgibt. In Kombination mit einem Motor erm\u00f6glicht er die genaue Ermittlung der Drehrichtung, der Drehzahl<\/a> und der aktuellen Position und erm\u00f6glicht so eine R\u00fcckkopplungsregelung.<\/p>\n Sie finden breite Anwendung in Bereichen, in denen eine pr\u00e4zise Positionierung<\/a> erforderlich ist, wie beispielsweise bei Industrierobotern, Werkzeugmaschinen und medizinischen Ger\u00e4ten<\/a>, und bilden damit eine grundlegende Technologie, die die Leistungsf\u00e4higkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit der Produkte gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n Inhalt dieses Abschnitts<\/strong><\/p>\n In diesem Abschnitt werden die grundlegenden Konzepte von Encodern erl\u00e4utert, ihre konkrete Rolle bei der Motorsteuerung sowie Anwendungsbeispiele aus der Industrie vorgestellt.<\/p>\n <\/p>\n Ein Encoder ist ein Messger\u00e4t, das physikalische Dreh- oder Linearbewegungen in elektrische Signale umwandelt. Durch die Montage an der Motorwelle erfasst er in Echtzeit, um wie viel sich der Motor gedreht hat und in welche Richtung er sich bewegt.Die erfassten Informationen werden als Impuls- oder Digitalsignale an die Steuerung \u00fcbertragen und erm\u00f6glichen so eine pr\u00e4zise Positionierung an der Zielposition sowie einen Betrieb mit konstanter Geschwindigkeit.<\/p>\n Das Funktionsprinzip eines Encoders besteht darin, Licht- oder Magnetmuster zu erfassen, die sich bei Drehungen oder Bewegungen ver\u00e4ndern, und diese Ver\u00e4nderungen in elektrische Signale umzuwandeln. Bei einem optischen Encoder beispielsweise erfasst ein Sensor das auf einer Scheibe eingravierte Schlitzmuster und gibt die Hell-Dunkel-Ver\u00e4nderungen des Lichts als Impulssignal aus.Die Steuereinheit berechnet die Verschiebung anhand der Anzahl der Impulse und ermittelt die Bewegungsrichtung anhand der Reihenfolge, in der die Impulse erzeugt werden.<\/p>\n Dieses Ger\u00e4t fungiert als das \u201eAuge\u201c der Maschine und \u00fcbermittelt dem Steuerungssystem Informationen \u00fcber den Bewegungszustand \u2013 \u00e4hnlich wie der Mensch Entfernungen und Geschwindigkeiten anhand seiner Sehwahrnehmung einsch\u00e4tzt. Ohne einen Encoder l\u00e4sst sich nicht genau feststellen, an welcher Position sich der Motor gerade befindet und wie weit er sich bewegt hat, was eine pr\u00e4zise Steuerung erschwert.<\/p>\n <\/p>\n Da ein Motor allein weder seine Drehzahl noch seine Position selbst erfassen kann, sind R\u00fcckmeldesignale vom Encoder unerl\u00e4sslich. Die Steuerung liest die vom Encoder ausgegebenen Impulssignale aus, erkennt dadurch Abweichungen vom Sollwert und passt den Antrieb des Motors entsprechend an.<\/p>\n Durch diese Regelung im geschlossenen Regelkreis werden eine hochpr\u00e4zise Positionierung sowie eine hochpr\u00e4zise Geschwindigkeits- und Drehmomentsteuerung<\/a> erm\u00f6glicht, was zu einer Verbesserung der Produktqualit\u00e4t und der Produktionseffizienz f\u00fchrt. Insbesondere bei medizinischen Ger\u00e4ten und Pr\u00e4zisionsger\u00e4ten, bei denen eine Positionsgenauigkeit im Mikrometerbereich gefordert ist, hat die Leistungsf\u00e4higkeit des Encoders direkten Einfluss auf die Zuverl\u00e4ssigkeit des Produkts.<\/p>\n <\/p>\n Encoder kommen in einer Vielzahl von Industriebereichen zum Einsatz und werden f\u00fcr folgende Anwendungen genutzt.<\/p>\n [Wichtige Anwendungsbeispiele nach Bereichen]<\/strong><\/p>\n Insbesondere bei medizinischen Ger\u00e4ten und Pr\u00e4zisionsger\u00e4ten, bei denen kompakte Abmessungen und hohe Genauigkeit gefragt sind, erweisen sich kompakte Encoder in Kombination mit kernlosen Motoren<\/a> als \u00e4u\u00dferst n\u00fctzlich. In diesen Bereichen stellt die Vereinbarkeit von kompakter Bauweise und Steuerungsgenauigkeit eine Herausforderung dar, weshalb die Auswahl des Encoders ein entscheidender Faktor f\u00fcr die Produktleistung ist.<\/p>\n <\/p>\n Die Erfassungsverfahren von Drehgebern lassen sich im Wesentlichen in optische und magnetische Verfahren unterteilen; je nach Messobjekt werden sie in Drehgeber und Lineargeber klassifiziert. Dar\u00fcber hinaus werden sie aufgrund der unterschiedlichen Signalausgabeverfahren in inkrementale und absolute Drehgeber unterschieden, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche aufweisen.<\/p>\n Inhalt dieses Abschnitts<\/strong><\/p>\n In diesem Abschnitt werden die Funktionsprinzipien und Merkmale der einzelnen Typen erl\u00e4utert und grundlegende Kenntnisse f\u00fcr die Auswahl entsprechend dem jeweiligen Anwendungszweck vermittelt.<\/p>\n <\/p>\n Optische Encoder sind Messsysteme, die mithilfe einer geschlitzten Scheibe und eines Lichtsensors Drehbewegungen erfassen und sich durch hohe Aufl\u00f6sung und Pr\u00e4zision auszeichnen. Sie bestehen aus einer Kombination aus LEDs und Fotodioden, die das Hell-Dunkel-Muster des durch die Schlitze der Scheibe fallenden Lichts in Impulssignale umwandeln.<\/p>\n Magnetische Encoder nutzen Magnete und Hall-Elemente und zeichnen sich durch eine hohe Umweltbest\u00e4ndigkeit aus, weshalb sie sich besonders f\u00fcr Umgebungen mit hohem Staubaufkommen und starken Vibrationen eignen. In der Medizin- und Pr\u00e4zisionstechnik, wo Kompaktheit und pr\u00e4zise Steuerung gefragt sind, werden in der Regel optische Encoder eingesetzt, w\u00e4hrend in rauen industriellen Umgebungen eher magnetische Encoder zum Einsatz kommen.<\/p>\n <\/p>\n Drehgeber messen den Drehwinkel der Motorwelle, w\u00e4hrend Lineargeber die Position eines sich linear bewegenden Objekts erfassen. Bei Drehgebern wird ein scheibenf\u00f6rmiger Sensor direkt an der Motorwelle angebracht, und die Drehbewegung wird als Impulssignal ausgegeben.Sie finden breite Anwendung in Industriemotoren, Servomotoren, Schrittmotoren und \u00e4hnlichen Antrieben.<\/p>\n Linearmesssysteme kommen beim Tischvorschub von Werkzeugmaschinen sowie bei der Stufensteuerung von Halbleiterfertigungsanlagen zum Einsatz und erm\u00f6glichen eine hochpr\u00e4zise Messung der linearen Verfahrwege. Die Auswahl des f\u00fcr die jeweilige Anwendung geeigneten Typs tr\u00e4gt zur Verbesserung der Regelungsleistung bei.<\/p>\n <\/p>\n Bei inkrementellen und absoluten Systemen bestehen erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Art der Positionsdatenausgabe.<\/p>\n Inkrementalgeber geben die relative Verschiebung als Impulssignal aus; sie sind einfach aufgebaut und kosteng\u00fcnstig, haben jedoch die Eigenschaft, dass die Positionsdaten bei ausgeschalteter Stromversorgung verloren gehen.<\/p>\n Da der Absoluttyp stets die absolute Position ausgeben kann, ist nach dem Einschalten keine R\u00fcckf\u00fchrung zum Nullpunkt erforderlich, wodurch sich die Systemstartzeit verk\u00fcrzen l\u00e4sst. Je nach Anwendungszweck und den Anforderungen des Steuerungssystems ist eine entsprechende Auswahl erforderlich.<\/p>\n <\/p>\n Um den geeigneten Encoder auszuw\u00e4hlen, m\u00fcssen mehrere technische Spezifikationen ber\u00fccksichtigt werden, darunter Aufl\u00f6sung, Ansprechgeschwindigkeit, Befestigungsart und Umweltbest\u00e4ndigkeit. Insbesondere bei Encodern f\u00fcr Motoren ist die Kompatibilit\u00e4t mit den Motoreigenschaften entscheidend f\u00fcr die Regelungsleistung.<\/p>\n Inhalt dieses Abschnitts<\/strong><\/p>\n In diesem Abschnitt fassen wir die wichtigsten Auswahlkriterien zusammen und stellen Ihnen Encoder-L\u00f6sungen vor, die sich durch kompakte Bauweise, hohe Pr\u00e4zision und lange Lebensdauer auszeichnen.<\/p>\n <\/p>\n Die Aufl\u00f6sung gibt an, wie viele Impulse ein Encoder pro Umdrehung ausgeben kann, und wird in der Einheit PPR (Pulses Per Revolution) angegeben. Sie variiert je nach Anwendungsbereich und Hersteller erheblich; je h\u00f6her der Wert ist, desto feiner ist die Positionserfassung, wodurch sich die Regelgenauigkeit verbessert.<\/p>\n Bei medizinischen Ger\u00e4ten und optischen Instrumenten sind mitunter mehrere Zehntausend PPR erforderlich. Da eine h\u00f6here Aufl\u00f6sung jedoch mit h\u00f6heren Kosten und gr\u00f6\u00dferen Abmessungen einhergeht, muss bei der Auswahl ein ausgewogenes Verh\u00e4ltnis zwischen der erforderlichen Regelgenauigkeit und dem Gesamtsystem ber\u00fccksichtigt werden. Eine \u00fcberm\u00e4\u00dfige Aufl\u00f6sung erh\u00f6ht die Belastung der Regelkreise und macht diese anf\u00e4lliger f\u00fcr St\u00f6reinfl\u00fcsse; daher ist es wichtig, die f\u00fcr den jeweiligen Anwendungszweck optimalen Spezifikationen zu ermitteln.<\/p>\n <\/p>\n Bei der Montage des Encoders an der Motorwelle m\u00fcssen sowohl die physikalische Passgenauigkeit als auch die elektrische Kompatibilit\u00e4t \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>\nGrundlagen und Funktionen von Encodern \u2013 Die Bedeutung der Positionserfassung bei der Motorsteuerung<\/h2>\n
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Was ist ein Encoder?: Ein Sensor, der Drehungen und Bewegungen \u201esichtbar\u201c macht<\/span><\/h3>\n
Die Rolle des Encoders bei der Motorsteuerung<\/span><\/h3>\n
Hauptanwendungsbereiche und Anwendungsbeispiele in verschiedenen Industriezweigen<\/span><\/h3>\n
\n
Funktionsweise und wichtigste Arten von Encodern \u2013 Erfassungsverfahren und Merkmale der verschiedenen Typen<\/h2>\n
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Klassifizierung nach Erfassungsverfahren: optisch und magnetisch<\/span><\/h3>\n
Drehgeber und Lineargeber<\/span><\/h3>\n
Der Unterschied zwischen inkrementeller und absoluter Messung<\/span><\/h3>\n
\n\n
\n Punkt<\/strong><\/td>\n Inkrementeller Typ<\/strong><\/td>\n Absolut-Typ<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n \n Positionsdaten<\/td>\n Relative Verschiebung<\/td>\n Absolute Position<\/td>\n<\/tr>\n \n Bei ausgeschaltetem Ger\u00e4t<\/td>\n Gehen die Standortdaten verloren<\/td>\n Standortdaten werden beibehalten<\/td>\n<\/tr>\n \n Zur\u00fcck zu den Anf\u00e4ngen<\/td>\n Notwendig<\/td>\n Nicht erforderlich<\/td>\n<\/tr>\n \n Kosten<\/td>\n Niedrige Kosten<\/td>\n Hohe Kosten<\/td>\n<\/tr>\n \n Hauptanwendungsbereiche<\/td>\n Geschwindigkeitsregelung, einfache Positionierung<\/td>\n Pr\u00e4zisionspositionierung, Mehrachsensteuerung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n Kriterien f\u00fcr die Auswahl von Encodern und L\u00f6sungen zur Realisierung einer hochpr\u00e4zisen Steuerung<\/h2>\n
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Aufl\u00f6sung und Genauigkeit: Wie Sie die f\u00fcr Ihre Anwendung geeigneten Leistungsmerkmale ermitteln<\/span><\/h3>\n
Kompatibilit\u00e4t mit dem Motor: Montageverfahren und elektrische Anpassung<\/span><\/h3>\n
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