Konstruktéři různých zařízení potřebují
často řídit polohu a rychlost akčních členů.
Požadavky na zpětnou vazbu se pohybují
od vysoké přesnosti při nízké rychlosti až
po velmi dynamické snímání s nižší přesností.
Firma Renishaw je výrobcem optických
a v současné době i magnetických rotačních
snímačů. Řada optických snímačů s vysokým
rozlišením RESR našla své uplatnění v aplikacích,
jako např. C osy obráběcích strojů či
snímače přesných polohovacích stolů, kde je
rozlišení v řádu úhlových vteřin nejen výhodou,
ale i nezbytností.
Nová řada snímačů RE a RM je založena na
bezkontaktním magnetickém principu, a tak
mohou tyto snímače vyhovět i tam, kde optické
snímací systémy nejsou vhodné z důvodu
náročných pracovních podmínek. Rozlišení
a přesnost předurčuje tyto snímače pro zcela
odlišný okruh aplikací, než pro které jsou používány
snímače řady RESR. Obě výrobní řady se
výborně doplňují a umožňují najít u jednoho
výrobce snímače pro většinu úloh.
PRINCIP FUNKCE
Srdcem každého magnetického snímače
Renishaw jsou dva základní díly - malý dvoupólový
magnet a čip s maticí Hallových sond.
Sondy v čipu snímají změny magnetického toku
při rotaci inicializačního magnetu a vytvářejí
Hallovo napětí úměrné této změně.
Snímače reagují pouze na složku kolmou
k povrchu čipu. Důmyslným návrhem matice
snímacích Hallových sond se podařilo velmi
omezit vliv externích magnetických polí a snímač
je schopen pracovat i v prostředí s vysokou
úrovní magnetického rušení, a také se vyrovnat
s nedokonalostmi magnetického pole inicializačního
magnetu. Hallovo napětí z jednotlivých
sond snímací matice je zpracováno dalšími
obvody čipu do požadovaného formátu výstupu.
Způsob výroby čipu umožňuje v jednom
typu čipu integrovat analogový, inkrementální
i absolutní formát výstupního signálu.
PŘÍNOS MAGNETICKÝCH SNÍMAČŮ
Srovnáme-li výrobky Renishaw s dostupnými
snímači, které mají podobné rozlišení a přesnost,
zjistíme, že firma Renishaw řeší stejnou
úlohu s minimem dílů a její konstrukce je velmi
odolná a spolehlivá. Řada snímačů RM je
dokonce řešena jako bezkontaktní, a proto má
nulové opotřebení, nepřenáší vibrace a umožňuje
pracovat při vyšších otáčkách.
Jednoduchá a nápaditá konstrukce spolu se
spolehlivou elektronikou poskytuje snímačům
řady RE/RM několik předností ve srovnání
s tradičními optickými snímači zejména v těchto
parametrech:
kompaktní konstrukce bez dotyku pohyblivých
dílů
vysoká odolnost proti rázům, vibracím
a zrychlení
nízký moment setrvačnosti - pouze jeden
malý pohyblivý díl
vysoká odolnost vůči špíně, prachu a řezným
kapalinám - krytí až lP68
teplotní odolnost do +125 °C
spolehlivé snímání při otáčkách
až 30 000 min-1
nízké náklady na montáž.
SORTIMENT
Konstruktéři zařízení, která se vyrábějí ve
velkých sériích, mohou do své konstrukce
využít přímo čip a inicializační magnet. Pro
řešení vestavných snímačů je nabízen jednoduchý
komplet RMK1 bez krytí s čipem, základními
obvody a pájecími očky pro kontakty. Pro
standardní použití se vyrábějí zapouzdřené typy
s průměrem 36 a 22 mm. Typ RM je bezkontaktní
s krytím IP64 nebo IP68 a rychlostí snímání
otáček až 30 000 min-1. Typ RE je v klasickém
provedení s výstupní hřídelí a vestavěnými
ložisky. Průměr snímače RE je 36 mm (hřídel
o 6 h6) nebo 22 mm (hřídel o 4 h6). Tento typ
snímače má standardně krytí IP53 s možností
zvýšení až na IP64 nebo IP68. Přípojné rozměry
snímačů jsou přizpůsobeny obvyklým zvyklostem.
Snímače poskytují řadu typů typizovaných
výstupních signálů - absolutní, inkrementální,
lineární napětí, lineární proud, analogový signál
se sinusovým průběhem. Rozlišení inkrementálního
signálu se pohybuje od 7 bitů (128
poloh na otáčku) do 12 bitů (4096 poloh na
otáčku). Napájecí napětí může být v závislosti
na požadovaném typu snímače a výstupního
signálu 5 nebo 24 V.
TYPICKÉ OBLASTI POUŽITÍ
Odolná a nápaditá konstrukce předurčuje
uvedené magnetické snímače k použití v řadě
náročných aplikací, např. jako zákaznická řešení
pro vestavěné snímače na motorech, nastavovací
prvky, pumpy, servomechanismy a ventily,
tiskařské stroje, přístroje pro práci na moři,
zdravotnické omyvatelné přístroje a další.
Ing. Jan Vlček
jan.vlcek@renishaw.com
