ENCODER SPEZIFIZIERUNG EINFACH GESTALTEN

von Darren Pratt, Produktspezialist Encoder, SICK UK.

 

Die Einführung programmierbarer Encoder hat den einst langwierigen und komplexen Prozess zur Spezifizierung von Encodern für die Steuerung von Prozessen in den Bereichen Automation, Robotik, Drucken, Transport, Textilien, Verpackung und Maschinensteuerung erheblich vereinfacht. Zusätzlich bergen programmierbare Encoder hohes Einsparpotenzial.

 

Encoder sind für die heutzutage oft als selbstverständlich angesehene Effizienz und Steuerung unerlässlich, während die präzise Überwachung mechanischer Drehbewegungen für viele kritische Aufgaben und Prozesse in Abhängigkeit von Geschwindigkeit, Position und Abstand, Sicherheit und mechanischer Zustand nicht mehr wegzudenken ist.  Nichtsdestotrotz kann die Auswahl standardmäßiger Encoder für eine bestimme Maschine und Aufgabe langwierig und komplex sein, und kann angesichts der nahezu unermesslichen Auswahl an Parametern zudem eine Fehlerquelle darstellen.

 

Die Integration von Programmierbarkeit durch den Benutzer in die Prozesse von Design und Entwicklung des Encoders bietet die Möglichkeit, Zeit, Ausgaben und Zweifel hinsichtlich der traditionellen Encoder Spezifikation einsparen und mit dem Bedarf auszuräumen, Kompromisse und Abstriche zu machen.   Programmierbare Encoder, darunter die Produkte von SICK, bieten von Haus aus Simplizität und Flexibilität, und können sogar umprogrammiert werden, um die Kosten der Installation und des Lebenszyklus zu senken.

 

Langwierige Spezifikationen ausräumen

Vor der Einführung programmierbarer Encoder ergaben die Anforderungen der Anwendungsbereiche, multipliziert mit den erhältlichen Encodern, im wahrsten Sinne des Wortes Millionen von Kombinationen, die alle jeweils von einem einzigen Encoder realisiert werden konnten.

 

Häufige Fragen im Voraus waren:

• werden absolute oder inkrementale Informationen über die Position benötigt?
• was sind die mechanischen Anschlüsse und Schnittstellen mit der Anlage?

 

Die möglichen Lösungen umfassten dann:

• Übersetzungen
• maximaler Gesamtwert
• maximale Frequenz, Signalstärke und Auflösung
• Anschluss an das Steuersystem
• Synchronisierung mit einer Nullpunktsposition

 

Neben den millionenfach vorhandenen möglichen Encoder-Kombinationen, sind nur wenige Aspekte davon mit einfachen Ja/Nein-Fragen zu klären. Die besten Lösungen basieren oftmals auf einer langen Gleitskala, bei der jede Auswahl alle weiteren Entscheidungen beeinflusst.

 

Einfacheres Austauschen

 

Dadurch, dass OEM-basierte Encoder an bestehenden Anlagen in der Regel sehr langlebige Komponenten sind, können Störungen nach Jahrzehnten zuverlässiger Arbeit zu langen Stillstandzeiten führen, da ein perfekter Ersatz - oder gar nur ein halbwegs passender Ersatz - nicht immer verfügbar ist. Der Bestand an Back-Up Encodern kann im Laufe der Zeit aufgebraucht worden sein, und alle erforderlichen Informationen über die Maschine zur Bestimmung der richtigen Encoder können auch nicht mehr zugänglich sein, sodass hochgradig Profitfressende Verzögerungen die Folge sein können.

 

Komplexe Spezifizierungsversuche am Telefon können die tatsächlichen Anforderungen dank der unerschöpflichen Variationen nicht immer ideal aufgreifen - selbst mit der Unterstützung von Spezialisten.

 

Stattdessen besteht der wesentliche Vorteil programmierbarer Encoder aus der vollen Flexibilität, viele Schlüsselentscheidungen hinsichtlich der Spezifikation direkt vor Ort und entsprechend den Vorgaben der jeweiligen Maschinen treffen zu können, anstatt anhand von Vermutungen.

 

Konfiguration vor Ort

 

Mit einem programmierbaren Encoder, wie zum Beispiel dem SICK DFS60 (inkremental) und dem AFS/AFM60 (absolut) kann die Konfiguration vor Ort erfolgen, um die vorhandenen Spezifikationen einzuhalten und Steuersystemen zu entsprechen. Die Funktionen sollten Folgendes umfassen:

• eine wählbare Auflösung zur Einhaltung der mechanischen Übersetzung der Maschine
• konfigurierbare Signalstärken über einen breiten Eingangsspannungsbereich, um die Anforderungen des Anlagensteuersystems einzuhalten
• elektronische Einstellung des Referenznullpunkts bzw. Impulses

 

Die Einstellung der Synchronisierung kann per Knopfdruck mit dem elektronischen Nullpunkt erfolgen, anstelle von langwierigen manuellen Einstellarbeiten an der Maschine. Mit dem Wechsel auf programmierbare Encoder werden sowohl die erforderlichen Lagerbestände, als auch mögliche Standzeiten verringert.  

 

Jedoch muss darauf geachtet werden, ob inkrementale oder absolute Encoder erforderlich sind; zudem müssen die Anschlüsse und die mechanische Kompatibilität mit der Maschine sorgfältig überprüft werden, da diese Faktoren nicht umprogrammiert werden können.

 

Allgemeine Betriebsplattform

 

SICKs allgemeine und programmierbare Plattform ermöglicht den Einsatz inkrementaler und absoluter Encoder in nahezu allen möglichen mechanischen Varianten.  Die kostenfreie Programmiersoftware SOPAS, die zur Programmierung des Großteils aller konfigurierbarer SICK Produkte verwendet wird, arbeitet mit einem preisgünstigen PC Programmier-Dongle PGT-08-S zusammen, um den Encoder auf die erforderlichen Einstellungen der jeweiligen Anwendung abzustimmen.

 

Förderbänder verfolgen

 

Die Verfolgung der Position von Produkten auf Förderbändern ermöglicht das direkte Anbringen von Markierungen an dem Produkt, ungeachtet jeglicher Änderungen der Geschwindigkeit der Produkte. Die Markierung gefüllter Flaschen zählt ebenso wie weitere Anwendungen der Verpackungsindustrie zu Einsatzbereichen, bei denen die Positionsdaten des Encoders in die Druckkopf-Steuerung einfließen.

 

Dabei kann ein programmierbarer Encoder an der bestmöglichen Stelle der gesamten Linie angebracht werden, damit entsprechend geschultes Personal mühelos die richtige Auflösung für die erforderliche Genauigkeit der Daten innerhalb des Toleranzbereichs des jeweiligen Druckers und ähnlicher Geräte einstellen kann.

 

Genauigkeit bei linearen Bewegungen

 

Die Umdrehungen einer Welle werden verwendet, um den linearen Hub in zahlreichen Bereichen mit einer horizontalen und vertikalen Winde zu bestimmen - angefangen bei der Steuerung eines Krans bis hin zur sicheren und geräuschlosen Verwaltung von Bühnenbildern in Theatern. Die Variationen hinsichtlich der Größe der in den verschiedenen Vorgängen gehandhabten Güter werden durch die Umprogrammierung der Auflösung des Encoders mühelos ausgeglichen, damit die gewünschte Position zu jeder Zeit akkurat bestimmt werden kann.

 

In jeder dieser Anwendungen wird deutlich, dass die Verwendung eines programmierbaren Encoders bares Geld spart, da von nun an nicht mehr viele verschiedene Encoder für die diversen Bedingungen der jeweiligen Anwendung eingesetzt werden müssen, und zudem neben der Vielseitigkeit auch die Geschwindigkeit der Anpassung an verschiedene Bedingungen erhöht wird, um die bestmögliche Genauigkeit im Betrieb sicherzustellen.