Schleppwagenanlage, Bild: AMO
In der Schleppwagenanlage der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik der Universität Rostock ist ein berührungsloses Längenmesssystem von AMO im Einsatz. Bild: AMO

Geführt-gekapselte induktive Längenmesssysteme sind vor allem für den Einsatz im sehr verschmutzungsanfälligen Umfeld des Werkzeugmaschinenbaus geeignet, wo sie trotz der widrigen Bedingungen höchste Anforderungen an die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Messsystemen erfüllen.

Das beste Beispiel dafür ist das geführt-gekapselte System LMI-310 von AMO – es ist nicht nur robust, sondern deckt auch Messlängen bis 30 Meter ab. Es besteht aus einer Stahl-Führungsschiene in Einzelstücken mit bis zu vier Metern Länge. An der Oberseite der Schienenstücke befindet sich jeweils eine Nut, in die nach der Montage ein durchgehendes Maßband eingelegt wird.

Ein Abdeckband aus Federstahl verschließt diese Nut. Neben der sicheren Befestigung gewährleistet diese Montageart auch eine wiederholte, einfache Montage und Demontage. Dies ist besonders in großen Maschinen wichtig, die zur Auslieferung nach der ersten Inbetriebnahme wieder auseinander gebaut werden.

Anbautoleranzen werden ausgeglichen

Die Montageelemente gleichen Anbautoleranzen und Parallelitätsfehler, die durch den Anbau entstehen, aus. Sie bieten eine steife Ankopplung der Messsysteme in Längsrichtung. Der Abtastkopf, ausgeführt in Schutzart IP67, befindet sich im Messwagen, der ihn über die Führung bewegt. Messkopf und Führungselemente sind gleichermaßen durch Abstreifer geschützt.

Das erlaubt den Einsatz unter rauen Umweltbedingungen ohne zusätzliche aufwendige Maßnahmen wie Sperrluft etc. Durch einen in die Schiene integrierten Streckmechanismus für das Maßband können alle systematischen Längenfehler der Achse mechanisch kompensiert werden.

Das System LMI-310 bewährt sich unter anderem in Dreh-/Fräszentren des österreichischen Herstellers Weingärtner. Die Maschinen sind auf die Bearbeitung von sehr großen rotationssymmetrischen Werkstücken von acht bis fünfzehn Metern Länge spezialisiert – sie sind in der Lage, auf einer Länge von zwölf Meter eine Genauigkeit an den Lagerzapfen von zehn Mikrometer zu erreichen

Erreicht werden können diese Werte nur, wenn auch die eingesetzten Messsysteme entsprechend genau arbeiten und die Belastungen der großen Maschinen aushalten. Die Systeme von AMO konnten alle Anforderungen erfüllen. Generell trotzt das induktive Messsystem Verschmutzungen und Feuchtigkeit, zudem weist es eine hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit auf. Wird ein besonderer Korrosionsschutz benötigt, ist eine optionale Chrom-Beschichtung der Führungsschienen möglich.

Inkrementelle und absolute Systeme

AMO hat jedoch nicht nur inkrementelle Messsysteme, sondern auch absolute Lösungen im Programm: Basierend auf dem eigenen induktiven Messprinzip Amosin hat das Unternehmen die Systemfamilie Absys entwickelt. Die Ausführung für die Längenmessung besteht aus dem Maßstab LMBA-100 und dem Abtastkopf LMKA-100 und wird in der Schutzklasse IP67 realisiert.

Der Maßstab ist ein dünner Stahlstreifen mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 13 ppm. Er wird auf das betreffende Maschinenteil aufgeklebt. Die Teilungen des Maßstabs sind eingeätzt. Sie weisen in ihren Teilbereichen eine unterschiedliche Reluktanz als Messinformation auf. Es gibt verschiedene Versionen mit einer Genauigkeit von bis zu ± 3 µm/m. Der Abtastkopf beinhaltet den induktiven Sensor und die Auswertelektronik. Er wird in Auflösungen von 1 und 0,25 µm angeboten, höhere Auflösungen sind in Vorbereitung.

Die Signalausgabe erfolgt über serielle Schnittstellen. Bei Taktzeiten von 100 KHz und 2 MHz wird SSI mit SIN/COS 1 Vss kombiniert; BiSS/C eignet sich für Taktzeiten bis zu 10 MHz. Mit der neuen leistungs­starken DRIVE-CLiQ-Schnittstelle können die ab­soluten Messsysteme von AMO zudem direkt an Sinamics- und Sinumerik-Komponenten von Siemens angebunden werden. Diese Kombination eignet sich insbesondere für Anwendungen mit Direktantrieben beziehungweise Torquemotoren. hei

Technik im Detail

Die Längenmesssysteme basieren auf dem induktiven Amosin-Messsystem, das komplett auf magnetische Teile verzichtet. Bild: AMO

Das Amosin-System

AMO bietet eine breite Palette von Längenmesssystemen, basierend auf dem patentierten rein induktiven Messprinzip Amosin, an. Als Bauformen stehen absolute und inkrementelle Längenmesssysteme zur Verfügung, letztere in nicht geführter, berührungsloser oder in geführt gekapselter Ausführung. Besondere Merkmale sind die hohe Schutzart IP67 sowie die Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, wodurch höchste Präzision und Robustheit gleichermaßen gewährleistet sind.

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