Principen för magnetskalor

Principen för magnetskalor MagLine Magnetskalor

Systemet består av en givare med "vanliga" pulsgivarutgångar (A och B, samt ev. inverser, referenssignal) eller SIN/COS eller om en absolutmätning önskas med SSI-utgång, CAN etc. beroende på önskemål.

Givaren mäter sedan positionen beröringsfritt genom att placeras ovanför en färdig kodad skala. Avståndet mellan skalan och givaren kan beroende på vald modell vara upptill 20 mm. Detta innebär att kraven på den mekaniska konstruktionen blir mycket små jämfört med t.ex en glasskala.
 
 
 
Inkremental skalor kan teoretiskt vara oändligt långa och absolutskalorna kan vara upptill c.a 160 meter.
 
Nogranheten kan vara allt ifrån 1 um beroende på vald modell, men en samband mellan avläsningsavstånd brukar alltid finnas.

Principen

Den magnetiska principen
 
Huvudelementet i en magnetiskt skala är ett magnetband (kallas oftast "skala", linjärskala eller "magnetskala"). Detta band läses sedan beröringsfritt av med hjälp av en magnetsensor/ magnetgivare. Linjärskalorna tillverkas med olika avstånd mellan Nord och syd polerna beroende på önskad nogranhet. Magnetgivarna detekterar magnetfältet och omvandlar utsignalen till "vanliga" pulser/ SSI gränssnitt för att senare bearbetas i ett styrsystem, PLC etc. Om så önskas kan givarna levereras med en inbyggd display för applikationer där man behöver en "digital linjal".
 
MagLine skalor för mätning av position, hastighet och vinkel.
 
MagLine systemet från SIKO är en ekonomisk fördelaktig lösning när du behöver mäta positionen, hastigheten eller vinkeln på en eller flera rörelser i din maskin.

Den stora fördelen med magnetskalor tillskillnad från traditionella glasskalor är att detta koncept är i princip okänsligt mot smuts, damm, oljor etc. vilket gör att system kan användas mycket mer universellt, dels beroende på de låga renhetskraven, men även genom den krassa ekonomiska fördelen.
 
Ett system med en magnetskala kan få en upplösning på ca. 1 um. Detta räcker oftast till de flesta applikationer som t.ex ett x-,y-bord. Mätningen görs beröringsfritt med ett avstånd på upptill 20 mm* mellan givare och skala, vilket gör installationen väldigt ”förlåtande” mot underlaget där skalan skall installeras. Vid användning av en direktmätning med t.ex en skala på rörelsen slipper man även ev. felmätningar som annars uppkommer p.g.a mekaniska glapp i kopplingar, växlar etc.

 

Nogranhet på skalan "Accuracy"
 
När man pratar om skalor finns det lite olika bergrepp man svänger sig med och det gäller att skilja på dom.

Det första man talar om är "system accuracy"/system nogranhet. Med detta begrepp talar man om skillnaden mellan det "verkliga" värdet och det uppmätta/visade värdet. Skillnaden mellan dessa är +/- xx um. I verkligheten är det alltid en skillnad här eftersom det rent praktiskt är omöjligt att göra ett exakt system.

Det andra man talar om är den s.k "repeat accuracy"/repeterbar nogranhet. Detta är oftast den viktigaste parametern då man väljer en skala, då denna siffra talar om hur nära man kommer tillbaka till en punkt om man kör maskinen mellan olika punkter. M.a.o om du kör en maskin mellan punkt A och punkt B är hur mycket avståndet skiljer sig från gång till gång är det som definieras som repeterbar nogranhet.

Ofta förväxlas Resolution/Upplösning med nogranheten. Detta är dock en sanning med modifikation eftersom Upplösningen endast talar om hur många pulser man får ut efter att ha flyttat givaren över skalan. (det finns inget som talar om att pulserna kommer vid exakt samma tillfälle/position.

 

 
Konceptet består av två delar
Skala: Magnetskalan är redan från fabrik ”kodad” med nord och sydpoler i fasta delningar (kallas ofta pitch). Delningen är styrande på vilken nogranhet som skall uppnås. Avståndet mellan givaren och skalan brukar normalt rekommenderas till halva delningsmåttet m.a.o. om en skala med 10 mm delning används bör avståndet mellan givare och skala vara mindre än 5 mm.

undefined
 
Skalorna finns för leverans i ett flertal olika delningar och i inkrementellt utförande med bara ”ett” magnetspår eller i inkrementalt utförande med ett referens spår. Denna referens kan man få placerad på skalan enligt eget

undefined

önskemål eller om så önskas även återkommande inom önskade intervaller.

Skalorna finns även som absolutskalor. Dessa skalor består alltid av två ”kodspår” i skalan, så att positionen alltid avläses rätt utan att behöva ”nollställas”. Dessa skalor finns även i olika delningar med längder på upptill ca. 160 meter.

undefined
 
Samtliga skalor kan om så önskas levereras direkt med självhäftande tejp på baksidan och ett skyddshölje i metall (även i rostfritt om så önskas) för att förhindra ev. mekaniskt slitage från nerfallande objekt direkt på skalan. Vi rekommenderar dock normalt att skalan installeras med kodningen nedåt då man automatiskt skyddar skalan naturligt från onödigt skräp, smuts, nedfallande spån etc på ett enkelt och säkert sätt.
 
Cirkulära skalor kan även med fördel användas för mätning av t.ex en vinkel på ett roterande bord. Många använder dessa t.ex för inställning av en kapmaskin. Här kan man välja att använda en cirkulär absolutskala eller en "quasi-absolut" lösning som består av en inkrementell skalla i kombination med t.ex en batteriuppbackad display. Skalorna finns färdiga i cirkulärt utförande men den "vanliga" linjärskalan kan även användas om böjradien är större än 50 mm radie.
 
Givarna: Givarna läser av magnetfältet i skalan och omvandlar på utgången positionen till ”vanliga” pulsgivar signaler med A och B (ev. inverser samt referenser)24 VDC resp 5V eller om så önskas med SIN-/COS-utgångar för de inkrementella skalor. Vid användning av absoluta skalor används oftast SSI-gränsnitt, men här finns även Profibus, CAN-buss etc utgångar på förfrågan för vidare bearbetning i styrsystemet/PLC´n.
 
De flesta föredrar att använda ”rektangulära” givare, men de finns även i M8 och M12 (ser ut som vanliga "induktivagivare"  utförande för applikationer med platsbrist.
 
Digitala linjaler.
 
Vi erbjuder även kompletta mätsystem med givaren direkt ansluten till en mätdisplaysom visar den akutuella positionen. Displayerna kan sedan konfigureras för visning av mm eller om så önskas i ”tumm” för den amerikanska marknaden. Dessa kompletta lösningar är ett extremt ekonomiskt alternativ då dessa fungerar som en ”quasi-absolut lösning” (displayerna kan om så önskas vara batteridrivna  vilket innebär att de kommer ihåg den senaste positionen vid händelse av strömavbrott. Detta är ett snabbt och enkelt alternativ att installera om man tillverkar/vill uppdatera en handstyrd maskin som t.ex en kapmaskin etc.

Känsligheten på skalan
 
Många undrar om skalan kan förstöras om man tappar en  magnetiskt skruvmejsel på skalan och normalt är svaret på detta nej, då magnetfältet på skruvmejseln eller det man tappar på skalan  behöver ha en extremt stor fältstyrka för att förstöra skalan. Vi accepterar att fältstyrkan som skalan och systemet skall utsättas för  max. får ha 10% av fältstyrkan på skalansfältstyrka för att garantera funktionen. Är man orolig bör man mäta upp fältstyrkan som kan uppkomma i maskinen runt skalan. Denna  får maximalt ha värden enligt nedanstående tabell.
 
Skala                                             Fältstyrka på skalan                         Max. tillåten störning
 
MB100                                            30 kA/m                                         3 kA/m
MB200                                            28 kA/m                                         2,8 kA/m
MB320                                            40 kA/m                                         4 kA/m
MB400                                            38 kA/m                                         3,8 kA/m
MB500                                            36 kA/m                                         3,6 kA/m
 
Temperaraturer/omgivning
 
Skalan är relativt okänslig mot temperaturförändringar och kan normalt användas mellan -20 till +70 grader C. De flesta av givarna är i skyddsklass IP65, IP67, medan själva skalan kan dränkas ner i vatten/olja etc. om så krävs.
 
 *Avståndet mellan givare och skala varierar beroende på vald modell.

Kontaktperson

Ulf Persson

SIKO

”Precision in Motion” är SIKO´s ledord.

SIKO är ett familjeägt företag som under mer än 45 år sysslat med vinkel och positionsmätningar. Företaget är lokaliserat i Buschenbach/T…

Läs mer om leverantören