Moderne Drehgeber unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht. Die Merkmale reichen vom grundsätzlichen Wirkprinzip über die Auflösung, Codeart und Schnittstellenstandard bis zur Tauglichkeit für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen oder in explosionsgefährdeten Bereichen. Bei allen Verbesserungen und Weiterentwicklungen ist ein deutlicher Trend zum Absolutwertgeber zu verzeichnen. Gegenüber herkömmlichen inkrementalen Drehgebern lassen sich mit ihnen die gestiegenen Anforderungen rationeller Produktionsanlagen und Verarbeitungsprozesse deutlich besser erfüllen.


‚Absolute‘ Technik zieht Kreise


Absolutwertgeber machen nicht nur Zähleingänge an der Steuerung sowie die anschließende Auswertung überflüssig, sondern sparen Zeit und machen die Lösung zuverlässiger, weil Fehlerverschleppungen ausgeschlossen sind. Sie liefern ohne lästige Referenzfahrten sofort nach dem Einschalten oder Stromausfall ein zuverlässiges Positions- bzw. Winkelsignal. Besonders bei Anlagen für kleine Losgrößen und dort, wo regelmäßig Umrüstungen anstehen, lassen sich Maschinenstillstandszeiten spürbar minimieren.
Das Drehgeber-Programm des Sensorspezialisfen Pepperl+Fuchs z. B. bietet neben Inkrementalwertgebern mit Vollwellen- oder Hohlwellenanschluss zahlreiche Absolutwertgeber mit unterschiedlichen Leistungsschwerpunkten. Bei den absolut messenden Geräten unterscheidet man zwischen Singleturn- und Multiturn-Ausführungen. Singleturn-Absolutwertgeber erfassen eine Umdrehung mit bis zu 8192 Positionen, d. h. 13 Bit Auflösung. Multiturn-Absolutwertgeber speichern zusätzlich zur Winkelposition die Anzahl der Umdrehungen und erweitern so das Einsatzgebiet der Drehgebertechnik erheblich. Mit max. 4096 Umdrehungen lassen sich Gesamtauflösungen von 25 Bit realisieren.


Feldbusanschluss und intelligente Funktionen inklusive


Die erste Wahl für komplexe und weitverzweigte Anlagen sind die Ausführungen mit integriertem Feldbusanschluss. Sie reduzieren einerseits den Verkabelungsaufwand und erlauben andererseits eine bequeme Inbetriebnahme über das Bussystem. Dazu stehen umfangreiche Parametrierungs- und Diagnosefunktionen unter einer komfortablen Windows-Konfigurationssoftware zur Verfügung. Absolutwertgeber sind für gängige Standärds wie AS-Interface, CANopen, DeviceNet, Interbus und Profibus erhältlich. Ebenso gibt es eine entsprechende Ausführung mit SSI-Schnittstelle.
Eine interessante Eigenschaft der Profibus-, DeviceNet- und CANopen-Modelle ist, dass deren Buselektronik in einer austauschbaren Anschlusshaube untergebracht ist. Die konsequente Trennung von Drehgeber und Elektronik verleiht dem Gerät eine bisher nicht gekannte Vielseitigkeit. Vor dem Abziehen der Anschlusshaube sind lediglich drei Schrauben zu lösen. So lassen sich Maschinen beispielsweise vor der Auslieferung zügig von einem Bussystem auf ein anderes umrüsten. Wichtiger dürfte in der Praxis jedoch der einfache Austausch ohne Adressierungs- und Anschlussarbeiten im Servicefall sein. Denn Drehgeber enthalten nach wie vor mechanische Komponenten mit endlicher Lebensdauer.
Je nach Modell können die intelligenten Geräte jetzt auch zusätzliche Sensoren für die Drehzahlüberwachung überflüssig machen, indem sie bei Über- oder Unterschreitung der definierten Grenzwerte entsprechende Signale generieren. Ebenso lassen sich Nockenfunktionen realisieren, z. B. die Umschaltung des Antriebs zwischen mehreren Geschwindigkeitsstufen.


Paralleltechnik ermöglicht Echtzeit-Anforderungen


Nach wie vor gibt es zahlreiche Anwendungen, die auf die Übertragung der Daten in Echtzeit angewiesen sind und bei denen sich die systembedingten Verzögerungen der seriellen Übertragung verbieten. Völlig neu entwickelte Pepperl+Fuchs deshalb die Singleturn-Absolutwertdrehgeber der Serie ‚fast‘ (fast absolute sensing transforming) mit Parallelanschluss. Ohne Mikroprozessor und Eigenintelligenz, jedoch mit hoch integrierten ASICs ausgestattet, liegt der Schwerpunkt auf hoher Störfestigkeit, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der optoelektronischen Abtastung. Nach 300 ns stehen die Positionswerte an den kurzschlussfesten Ausgängen zur Verfügung. Die Serie F gibt es in allen gängigen Codearten und Auflösungen bis 13 Bit und ist in verschiedenen Ausführungen mit Vollwellen, Steckhohlwellen und Hohlwellen lieferbar. Die maximale Drehzahl beträgt 12.000 U/min.


Ex-Drehgeber: druckfest oder eigensicher


Zahlreiche Anwendungen in der chemischen und petrochemischen Industrie erfordern spezielle Maßnahmen zum Explosionsschutz. Als langjähriger Spezialist auf diesem Gebiet kann Pepperl+Fuchs auch dafür geeignete Drehgeber-Lösungen anbieten. So stehen verschiedene Ex-Drehgeber mit „druckfester Kapselung“ (EEx d) oder in der Zündschutzart „Eigensicherheit“ (EEx i) als NAMUR-Sensoren zur Verfügung.