Novotechnik entwickelt und produziert Sensoren und Sensorsysteme zur Weg- und Winkelmessung für Anwendungen in der Automatisierungstechnik und für die Automobilindustrie. Viele dieser Sensoren oder Sensorsysteme beinhalten Potenziometer, die einen möglichst exakten linearen Verlauf des Spannungswertes als Funktion der Wegstrecke benötigen. Dabei kommen, je nach Einsatzbereich, Rund- oder Linearpotenziometer mit unterschiedlichen Größen zum Einsatz.
Nachdem LS Laser Systems bereits Ende 2003 ein System für Linear-Potenziometer bis zu 5 m Länge bei Novotechnik installiert hatte, war es nur logisch, dass die Spezialisten auch für das neue Abgleichsystem für Rundpotenziometer zum Lasersystemhersteller aus München gingen. Das System soll dabei Durchmesser von 15 bis 150 mm linearisieren können. Dabei ist neben der Linearisierungssoftware vor allem auf einen exakten Rundlauf der Rundpotenziometer zu achten. In enger Zusammenarbeit entstand eine Potenziometer-Aufnahme mit auswechselbaren Zentriermembranen. Der dabei entstehende maximale Rundlauffehler ist klein genug, um den Anforderungen, die an abgeglichene Potenziometer gestellt werden, zu genügen. Mit dem neuen System erzielt Novotechnik deutliche Produktionssteigerungen und eine verbesserte Linearität seiner Potenziometer.
Anforderungen an das Lasersystem
Der auswechselbare Schleifer wird auf die Potenziometer-Elemente pneumatisch gegen einen verstellbaren Endanschlag abgesenkt und das Potenziometer darunter gedreht. Die X-Y-Position des Schleifers lässt sich über Mikrometerschrauben feinjustieren. Für Potenziometer im Gehäuse lässt sich der Schleifer gegen einen Mitnehmer tauschen. Der Mitnehmer verfährt dann den bereits montierten Schleifer im Gehäuse, wobei auch hier das Gehäuse gedreht wird und der Mitnehmer in seiner Position fixiert ist.
Für die Messtechnik und die Regelung der Laserstrahlablenkung hat LS Laser Systems eine auf Labview von National Instruments basierende Linearisierungssoftware entwickelt. Dabei erfasst die Software die Abweichung der Sollsteigung und positioniert den Laserstrahl über einen PID-Regler entsprechend der Abweichung. Dabei lässt sich eine Linearität von <+/-0,1 % der Solllinearität erzielen. Nach dem Einlegen des Potenziometers erfasst zuerst die integrierte Bildverarbeitung die grobe Lage des Potenziometers und verdreht dann das Potenziometer so, dass das Potenziometer zuverlässig kontaktiert wird. Anschließend wird die Lage des Schleifers mit der Bildverarbeitung erfasst und der Schleifer dann elektrisch exakt auf dem Start der Widerstandsschicht positioniert.
Feinabstimmung durch Software
Aus der Differenz von Zielwert und Ausgangswert des Gesamtwiderstandes wird eine Starteindringtiefe berechnet, um die dann der Laserstrahl abhängig von der Abweichung der Sollsteigung oszilliert. Dabei kann der Linearisiervorgang sowohl von der Außenseite als auch von Innenseite der Widerstandsbahn her erfolgen. Nachdem der geforderte Winkelbereich linearisiert wurde, folgt noch der Ausdringschnitt, der den linearisierten Bereich von der aktiven Fläche isoliert. Anschließend wird das linearisierte Potenziometer nachgemessen und aus den Messwerten die erzielte Linearität, die Mikrolinearität und der RGV ermittelt und grafisch dargestellt.
Eine Datenevaluierungs-Software erlaubt das Anlegen von individuellen Datensätzen für jeden Potenziometertyp. Die Bildverarbeitung und die geometrischen Gegebenheiten werden über ein Teach-In-Verfahren eingerichtet und an die Datensätze anhängt. Die Kontaktierung der Potenziometer und der Schleifer lassen sich typspezifisch konfigurieren und über wechselbare Einsätze schnell den Anforderungen anpassen.
Peter Lenk
(mrc)
