Ein einfacher Anbau, kompakte Abmessungen und eine hohe Signalgüte in Verbindung mit einer großen Anzahl von Signalperioden, das sind die herausragenden Merkmale der neuen Generation von Einbau-Winkelmessgeräten der Baureihe ERA 4000. Sie eignen sich in idealer Weise für hochdynamische Applikationen, die eine hochgenaue Erfassung von Winkeln mit einer Genauigkeit von wenigen Winkelsekunden benötigen.
Die Messgeräte der neuen Baureihe bestehen aus den Baugruppen Abtastkopf und direkt beschrifteter Teilungstrommel. Der besonders kompakte Abtastkopf beinhaltet die komplette Elektronik zur Generierung der Ausgangssignale, so dass eine zusätzliche Aufbereitung der Signale in einer separaten Elektronik nicht erforderlich ist. Als Trägermaterial für die Teilungstrommeln kommt Stahl zum Einsatz. Zur Erzeugung der Gitterstrukturen werden auf die Mantelfläche mit Hilfe eines neu entwickelten Verfahrens mehrere Schichten von Gold, einem transparenten Spacer und Chrom aufgebracht. Dieser neuartige Materialaufbau wird bei HEIDENHAIN als METALLUR® bezeichnet. Ein Laser strukturiert die Chromschicht in der gewünschten Teilungsstruktur. Die auf diese Weise erzeugten Teilungen zeichnen sich durch sehr hohe Kantenschärfe und Homogenität aus. Zusammen mit dem photoelektrischen Abtastverfahren ist dies maßgebend für die hohe Güte der Ausgangssignale und ermöglicht eine hohe Interpolierbarkeit. Die Teilungstrommeln gibt es abhängig von der Anwendung in unterschiedlichen Trommelformen. Neben den Teilungstrommeln mit kompakter Trommelform gibt es auch Trommeln mit T-Profil, die sich für Applikationen eignen, die nur geringe Massen und geringe Trägheitsmomente zulassen.
Besonders bei Direktantrieben haben die Positionsinformationen erheblichen Einfluss auf deren Leistungsfähigkeit, da die Regelung der Lage und der Geschwindigkeit über ein Positionsmessgerät erfolgt. Die Qualität der Positionsinformationen wirkt sich direkt auf die Genauigkeit der Positionierung und das Drehzahlverhalten aus. Positionsabweichungen innerhalb der Signalperiode können im Geschwindigkeitsregelkreis bei spanenden Fertigungsprozessen zu wellenartigen Fehlern auf der Werkstückoberfläche führen. Ebenso wirken sich die Positionsabweichungen negativ auf das Geräuschverhalten und die Erwärmung des Motors aus. Mit der hohen Signalgüte und großen Anzahl an Signalperioden werden die Anforderungen an die Direktantriebstechnik in idealer Weise erfüllt.
Maßgeblichen Einfluss auf die Genauigkeit der Winkelmessung haben zudem auch der Anbau der Teilungstrommel sowie die Justage des Abtastkopfes. Um für die Baureihe ERA 4000 eine möglichst schnelle und einfache Montage bei Erreichung höchster Genauigkeit zu ermöglichen, wurden neue Ideen für den Anbau umgesetzt.
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