Magnetband als Alternative zu Glasmaßstäben

Messen muss nicht teuer sein. Magnetband-Längenmesssysteme arbeiten nicht nur präzise und verschleißfrei, sie lassen sich auch auf die Länge zuschneiden. Und sie widerstehen rauen Umgebungen.

Glasmaßstäbe bieten zwar eine hohe Genauigkeit, sind aber auch mit zunehmender Länge überproportional teuer“, schildert Andreas Schnöll, Hardware-Entwickler des Salzburger Werkzeugmaschinenspezialisten Emco Maier das Dilemma. Doch das Unternehmen hat eine Alternative gefunden, die beweist, dass Messen zwar teuer sein kann, aber nicht muss: Es setzt in seinen Universalfräsmaschinen Emcomat FB-450 L und FB-600 L zur Positionsüberwachung der x-, y- und z-Achsen Magnetband-Längenmesssysteme ein.

Positionserfassung: Unter der Abdeckung befindet sich der stationär angebrachte Lesekopf. Er erfasst berührungslos über den codierten Maßkörper die Position der Achse.
„Sie bieten mit einer Auflösung von ein bis zehn Mikrometer eine vollkommen ausreichende Genauigkeit, kosten allerdings nur einen Bruchteil im Vergleich zu Glasmaßstäben“, sagt Schnöll. Grund genug also, die Alternative näher unter die Lupe zu nehmen: Mit den BML-Wegsensoren von Balluff setzt der Werkzeugmaschinenspezialist auf ein robustes, sehr genaues und schnell arbeitendes Messsystem. Es besteht aus einem Sensorkopf und einem magnetisch codierten Magnetband-Maßkörper. Da die komplette Elektronik in das Metallgehäuse des Sensors integriert ist, findet das System auch in kleinen Einbauräumen Platz.

Für die Messung gleitet der Sensorkopf im Abstand von bis zu 0,35 mm über einen Maßkörper, ein Kunststoffband mit alternierenden magnetischen Nord- und Südpolen aus synthetisch gebundenem, ferritischem Material. Durch Zählen der magnetischen Perioden, die je nach Sensorausführung als analoges Sinussignal oder als digitales RS-422-Rechtecksignal ausgegeben werden, lässt sich eine präzise Aussage über den zurückgelegten Weg treffen.

Da das Messsystem magnetisch arbeitet, ist es im Gegensatz zu optischen Systemen sehr unempfindlich gegenüber Verschmutzungen, wie durch Öl oder Staub, was es für den Einsatz in rauer, staubiger Industrieumgebung geradezu prädestiniert. Die Auflösung ist frei konfigurierbar und erstreckt sich bis zu 1 µm. Dabei werden Genauigkeitsklassen von ± 10 bis ± 20 µm erreicht und dies bei einer erlaubten Verfahrgeschwindigkeit von bis zu 10 m/s, die jedoch die Anforderungen der Drehmaschine von fünf Metern pro Minute bei Weitem übertrifft. Trotz der sehr hohen Geschwindigkeit sind Abstände über 0,35 mm – circa 30 Prozent der Polbreite – zwischen dem Sensorkopf und dem Maßkörper zulässig. Der gemessene Positionswert steht dann in Bruchteilen von Mikrosekunden, also in Echtzeit, der Steuerung zur Verfügung.

Um die Weginformation aufzunehmen, wird der Sensorkopf berührungslos über den Maßkörper geführt.
Aber nicht nur das Magnetband-Längenmesssystem, sondern auch ihr Wirkungsort arbeitet anspruchsvoll: Die beiden konventionellen Universalfräsmaschinen Emcomat FB-450 L und Emcomat FB-600 L zeichnen sich durch vielfältige Einsatzmöglichkeiten und eine hohe Bedienungsfreundlichkeit aus. Der Anwender bekommt für sein Geld jeweils eine leistungsfähige und robuste Anlage mit 10 kW-Hauptmotor mit hoher Dynamik und Präzision. Ihren Einsatz finden die Anlagen sowohl bei der Einzel- oder Kleinserienfertigung als auch bei der Fertigung einfacher oder komplexer Werkstücke. Diese bewährten Maschinen werden gerne in der Ausbildung eingesetzt, denn sie verfügen als eine der wenigen am Markt für diesen Zweck zusätzlich zu ihrer konventionellen Ausstattung noch über besondere Merkmale wie beispielsweise Handräder. Für das exakte Positionieren der Achsen und für höhere Eilgänge sind die Maschinen mit einer Kugelumlaufspindel und Linearführungen sowie für die Positionserfassung in allen drei Achsen mit Balluff Magnetband-Längenmesssystemen BML ausgestattet. Nach unten schwenkbare Späneschutztüren ermöglichen ein sauberes und sicheres Arbeiten sowie einen uneingeschränkten Zugang zum Werkstück. Vom Einsatz der BML-Systeme profitiert die Werkzeugmaschine in vielerlei Hinsicht. Die hohe Linearität und eine Auflösung von bis zu 1 µm bei einer Systemgenauigkeit von bis zu ±10 µm gewährleisten eine hohe Laufruhe im Antrieb.