MAGLINE MAGNETISCHE LÄNGEN- & WINKELMESSSYSTEME, POSITIONSERFASSUNG - SIKO GmbH
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MAGLINE MAGNETISCHE LÄNGEN- & WINKELMESSSYSTEME, POSITIONSERFASSUNG
SENSOREN UND
POSITIONIERSYSTEME
PRÄZISE & VIELSEITIG
Technischer Vorsprung
und langjährige
Kompetenz
SIKO steht heute für fast sechs Jahrzehnte
Erfahrung in der Positions-, Winkel- und
Drehzahlerfassung. Höchste Ansprüche
unserer Kunden aus der Industrie und dem
Maschinenbau führen zu Qualität, Präzi-
sion und Funktionalität unserer Produkte
und Serviceleistungen.
SIKO ist nach DIN EN ISO 9001:2015
zertifiziert. Der sorgsame Umgang mit
Rohstoffen und Ressourcen ist für
uns selbstverständlich.
2
MAGLINE
INHALT
Unternehmen
4 SIKO-Meilensteine
5 Gründung & Entwicklung
6 Unternehmensprofil
Das magnetische Messprinzip
8 MagLine
10 Inkrementelle & absolute
Messverfahren
Produkte
14 Hochpräzise Encoder-Lösungen
16 Flexible Encoder-Lösungen
18 Robuste Encoder-Lösungen
20 Rotative Encoder-Lösungen
Lösungen
22 Magnetische Messtechnik
in vielfältigen Anwendungen
Weiterführende Informationen
25 Technische Grundlagen
26 Genauigkeitsangaben
28 Spezifikation der Ausgangs- A
signale von Encodern
B
29 Spezifikation von
Magnetbändern t
Service
31 Vertrieb – Persönliche Beratung,
Service & Solution Center –
Schulung, Installation &
After Sales
3
Unternehmen
SIKO-MEILENSTEINE
DAMALS & HEUTE
1963 1992 / 1993 1995 / 1996
Die erste Produktidee: Ein Handrad Markteinführung des magnetischen Erweiterung um magnetische
mit integrierter Analoganzeige durch Messprinzips und Beginn der Magnet- inkrementelle Encoder und
Dr.-Ing. Günther Wandres. band-Produktion. absolute Längenmessung.
2000 2006 / 2008 2015
Einführung der ersten Linearencoder Erfindung des ersten hochauflösen- Absoluter, hochauflösender
für Direktantriebe. den Absolutencoders. Einführung der Encoder mit Safety-Zertifizierung
patentierten Kompaktencoderlösung nach SIL2.
mit Leseabstand 20 mm.
2016 2017 2020
Erster steckbarer Linearencoder für Einführung der ultrakompakten Neue flexCoder-Technologie
einfache Montage. LEC-Baureihe. für rotative Absolutmessung in
kleinstem Bauraum.
4
GRÜNDUNG & ENTWICKLUNG
UNTERNEHMEN
1963 1980 1999
Gründung der SIKO GmbH Ein wichtiger Schritt in Richtung Einführung der Marke
durch Dr.-Ing. Günther Weltmarkt: Gründung der Tochter- „MagLine“.
Wandres am Standort gesellschaft SIKO Products in den
Buchenbach. USA.
2001 2005 2008
Gründung der Tochtergesellschaft Gründung der Tochtergesell- Gründung der Tochtergesellschaft
SIKO Italia in Mailand. schaft SIKO Trading Shanghai SIKO MagLine AG in der Schweiz.
in China.
2012 2020 2020
Gründung der Tochtergesellschaft Fertigstellung des neuen Produktions- SIKO wird erneut als Top-Arbeitgeber
SIKO Products Asia in Singapur. werks für elektr. Produkte und des Ver- ausgezeichnet.
waltungsgebäudes in Bad Krozingen.
5
Unternehmen
UNTERNEHMENSPROFIL
DYNAMISCH & INNOVATIV
Unsere Messtechnologien sind weltweit und im gesamten
Maschinenbau erfolgreich vertreten. Rund 60 Vertretun-
gen sorgen national und international für den direkten
Kontakt und technischen Support unserer Kunden.
Die 5 erfolgreichen Tochtergesellschaften in den USA,
China, Singapur, der Schweiz und Italien festigen den Globaler Erfolg ist
globalen Auftritt der SIKO GmbH. kein Zufall.
Der direkte Kontakt zu unseren
Produktspezialisten
Wir stehen Rede und Antwort:
Persönliche und qualifizierte
Beratung
Weltweite Erreichbarkeit mit
Vertriebsniederlassungen und
Vertretungen
Technischer Support
Internationale Messepräsenz
Mehrsprachige Internetpräsenz,
mit Downloadbereich für
neueste Prospekte, Daten-
blätter, 3D-Konstruktionsdaten
u.v.m.
Mit Weitblick in die Zukunft Für Sie im Einsatz Der Faktor Mensch
Dipl.-Wirt.-Ing. Horst Wandres, Global betrachtet sind heute über Bei SIKO finden Sie motivierte Mitar-
Sohn des Firmengründers, führte 250 SIKO-Mitarbeiter für Sie enga- beiter und Mitarbeiterinnen, die sich
seit dem Jahr 1990 die Unterneh- giert, mit viel Teamgeist und Know- mit den von Ihnen gefertigten Produk-
mung mit Weitblick in die Zukunft. how im Einsatz. Kontinuierlich und ten persönlich identifizieren. Das nö-
Zur Verstärkung wurde im August mit dem nötigen Maß an Ehrgeiz tige technische Know-how und eine
2014 Sven Wischnewski in die und Leidenschaft will man es „noch Portion Stolz auf die eigenen Produk-
Geschäftsleitung bestellt. Schon besser machen“. te sind ein nicht zu unterschätzender
heute werden in Buchenbach und Faktor. Zudem bietet SIKO ihren Mit-
Bad Krozingen die Weichen konse- Das stetige und gesunde Firmen- arbeitern und Mitarbeiterinnen mo-
quent für die kommenden Jahr- wachstum der SIKO GmbH ist eine derne Arbeitsplätze und ein umfang-
zehnte gestellt. echte Teamleistung. reiches Paket an Sozialleistungen.
6
Auch die Förderung der abteilungs-
übergreifenden Kommunikation steht
im Vordergrund. Teamarbeit und die
Wertschätzung jedes einzelnen Mitar-
beiters und jeder einzelnen Mitarbei-
terin sind Grundwerte, die bei SIKO
gelebt werden. Nur mit diesem Spirit
fertigt man hervorragende Produkte,
bei denen auch „die letzten 2 %“
stimmen.
Produkte und Lösungen Qualitätsmerkmale
SIKO ist spezialisiert auf hochwertige Eine kontinuierliche Produktoptimie-
Produkte und Lösungen für die Indus- rung ist für SIKO selbstverständlich.
trie und den Maschinenbau: Kompetenz, modernste Arbeitsmittel
und Einrichtungen sorgen für eine
Positioniersysteme: Mechanische bestmögliche Qualität:
und elektronische Positionsanzeigen
sowie Positionierantriebe Durchgängige 3D-CAD-
Konstruktion
Lineare Sensoren: Lagerlose Linear-
Rapid Prototyping
Encoder (MagLine), Seilzuggeber und
Positionssensoren für Hydraulikzylinder Eigene Versuchs- und Prüflabors
für Dauertests und Materialprüfung
Rotative Sensoren: Lagerlose rota-
Einsatz von Programmen für
tive Encoder (MagLine), Drehgeber
Simulationen und Kollisionstests
und Neigungssensoren
Qualitätsmanagement
Kundenspezifische Lösungen DIN EN ISO 9001
Fertigung in Deutschland
und der Schweiz
SIKO setzt auf eine ressourcen-
schonende Lean-Produktion, die
Kundenwünsche durch eine On-
Demand-Produktion terminge-
recht umsetzt. Automatisierung
und eine spezialisierte Handarbeit
gehören zu unseren Fertigungs-
standorten in Deutschland und
der Schweiz. Kurz, SIKO ist Made
in Germany und Swiss Made.
7
Das magnetische Messprinzip
MAGLINE
KONTAKTLOS & MAGNETISCH
Von der Idee zur Lösung Das magnetische Messprinzip
MagLine folgt der Idee, mechanisch Kernstück der magnetischen Messung Die resultierenden Bandkodierungen
wirkende Messsysteme, bestehend ist ein fest montiertes Magnetband ermöglichen unterschiedlich feinauf
aus Drehgeber, Zahnstange und (auch Maßstab genannt). Dieses Band lösende inkrementelle oder absolute
Ritzel, durch ein berührungsloses wird berührungslos von einem Encoder Messverfahren.
System auf magnetischer Basis zu abgetastet, der am beweglichen Teil
ersetzen. der jeweiligen Maschine befestigt ist.
Bis heute decken 4 Produktgruppen Der Encoder wandelt die erfassten
die gesamte Bandbreite der indust- Messwerte über eine integrierte
riellen Messaufgaben ab. Wesentli- Elektronik in digitale oder analoge
che Unterscheidungsmerkmale sind Signale um. Wahlweise stehen diese
die Genauigkeit, Auflösung und der Signale für Auswerteelektroniken,
Leseabstand. In Bezug auf Präzision, übergeordnete Steuerungen (SPS)
Reproduzierbarkeit und vor allem oder direkt vor Ort angeschlossene
Robustheit der Messvorgänge ist die Messanzeigen zur Verfügung.
eingesetzte magnetische SIKO-Tech
nologie von MagLine erste Wahl. Die eigentliche magnetische Messung
resultiert aus der Widerstandsände-
Die Einsatzschwerpunkte liegen in rung durch magnetische Einwirkung.
der Erfassung linearer und radialer Die Magnetbänder werden bei SIKO
Positionen, Winkelwerte und Dreh- in speziell entwickelten Prozessen Die berührungslose Messtechnik ersetzt
zahlen. kodiert. anfällige, mechanisch wirkende Systeme.
Mit MagLine profitieren ... Vorteile
… vor allem Branchen mit hohen Lineare Direktantriebe und Präzise, wiederholgenaue und
Anforderungen an die Wiederhol- Torquemotoren robuste Encoder
genauigkeit von linearen oder
Holz-, Metall- und Kunststoff- Verschleißfrei und unempfind-
rotativen Messvorgängen (auch
bearbeitung lich gegen äußere Einflüsse
unter widrigen Umfeldbedin-
wie Staub, Feuchtigkeit, Öl,
gungen) Textilmaschinen
Fett etc.
Werkzeugmaschinen
Hierzu zählen... Extrem robust bei Schock und
Robotik Vibration
Automation und Handling-
Systeme Mobile Automation Einfach in der Handhabung und
Montage
Lagertechnik Erneuerbare Energien
Langlebig und wirtschaftlich
Medizintechnik Sondermaschinenbau
8
Einsatzbedingungen
MagLine-Systeme können direkt am Messverfahren selbst, denn seine
Positionier- oder Bearbeitungsprozess Funktionsweise ist weder durch
montiert werden und verhindern da- maschinentypische Einwirkungen
mit z. B. Messfehler, die durch Getrie- (Vibrationen, Schock), noch durch
bespiel oder Spindeltoleranzen ent- sonstige Einflüsse (Feststoffe oder
stehen können. Flüssigkeiten) zu stören.
Der Leseabstand (Abstand Encoder / Anspruchsvolle Einsatzbedingungen
Band) besitzt einen großen Toleranz- benötigen eine belastbare Technik.
bereich. Er kann über den gesamten Vor allem die Langlebigkeit der ein-
Messbereich und innerhalb der defi- gesetzten Materialien und Funktions-
nierten Grenzen variieren (z. B. durch einheiten garantieren die Zuverlässig-
Höhenschläge oder unpräzise Füh- keit. Um den mechanischen Anforde-
rungen). Genauigkeit und Reprodu- rungen gerecht zu werden, können
zierbarkeit der Positionswerte ver- die flexiblen Magnetbänderdurch ein
schlechtern sich dadurch nicht. Abdeckband aus Edelstahl zusätzlich
geschützt werden. Die Sensorik selbst
Die robuste Messtechnik trotzt einer besitzt keine beweglichen Teile,denn
Vielzahl von Verschmutzungen und die Elektronik wird vollständig ver-
mechanischen Beanspruchungen im gossen. Hier kommen vorwiegend be-
industriellen Einsatz. Den größten ständige Kunststoff- und Ganzmetall-
Vorteil bietet hierbei das magnetische gehäuse zum Einsatz.
9
INKREMENTELLE & ABSOLUTE
MESSVERFAHREN
Inkremental- zu Absolutmessung Die magnetische Messung erfolgt
wahlweise inkrementell, quasi-absolut
Das System muss neu referenziert werden bei …
oder echt-absolut.
... Stromunterbrechung ... Leseabstand überschritten
Encoder/Band, Encoder/Ring
inkrementell ja ja
quasi-absolut +- nein ja
echt-absolut nein nein
Eine „quasi-absolute“ Messung ergibt sich durch Batteriepufferung von Messdaten. Selbst eine
Verstellung des Encoders entlang eines inkrementell kodierten Bands im stromlosen Zustand
wird erkannt. Eine Referenzierung ist nur dann erforderlich, wenn der Encoder den maximalen
Bandabstand überschritten hat.
Eine „echt-absolute“ Messung ist dann gegeben, wenn das eingesetzte Magnetband absolut
kodiert ist und somit trotz stromlosen Verstellungen von Encoder / Band nach Einschalten des
Systems direkt eine absolute Position durch Auslesen des Magnetbands ausgegeben werden
kann.
Inkrementelle Systeme
Beim inkrementellen System ist das Bei einem inkrementellen System ist Inkrementelle Bandkodierung
Magnetband in gleichmäßigen Perio- mindestens ein absoluter Bezug erfor- 1 Codespur
den mit Nord- und Südpolen magne- derlich – der sogenannte Referenz-
tisiert, wobei unter anderem die Pol- punkt. Dieser Punkt dient der Neuaus- Magnetband Encoder
länge die max. Auflösung und Genau- richtung des Systems und kann als zu-
igkeit bestimmt. sätzliche Information auf dem Magnet-
band kodiert werden. Dieser Referenz-
Bewegt man den Encoder über das punkt ist deshalb von Bedeutung,
Band, wird aus den Perioden die Weg- weil beim inkrementellen System nach
information erzeugt und als digitale einer Stromunterbrechung (z. B. nach
Rechtecksignale (Zählimpulse) oder Ab- und Wiedereinschalten des Sys- Inkrementell kodierte Spur
analoge Sinus-, Cosinussignale auf- tems) und bei einer zwischenzeitlich
bereitet. Das Zählen der Impulse er- veränderten Encoderposition der tat-
laubt eine Aussage über den zurück- sächliche Positionswert in der Regel
gelegten Weg. verloren geht. LE / LS-Encoder SPS
Analogsignale
Bei einem System ohne Pufferbatterie
Abweichung
ist dann eine erneute Referenzfahrt
0,02
erforderlich. Batteriegepufferte MSK-Encoder SPS
Systeme gelten als quasi-absolute Digitalsignale
Systeme.
MS-Sensoren
-0,02
0 100 2000 3
300
300 400 50
50
500
00 600 700
Systemsignale für
SIKO-Messanzeigen und
SIKO-Auswerteelektroniken
10Inkrementelle Systeme:
Referenzsignale von Encodern
und Magnetbändern
1 Ein Encoder mit Merkmal „0“ 3 Ein Encoder mit Merkmal „R/RB/ Zu beachten ist lediglich, dass
(ohne Index) ist mit nur einem Sensor- RD“ (einmaliger, periodischer Refe- mit der flexiblen Referenzmarke
element ausgestattet, das die Längen- renzpunkt) ist mit einem zusätzlichen ein Magnetpol mittig abgedeckt
messung übernimmt. Eine Encoder- Sensorelement ausgestattet, das pa- wird. Hierzu ist die flexible
Ausführung ohne Index arbeitet mit rallel zur ersten eine zweite Spur auf Referenzmarke bereits in einer
einspurigem Magnetband ohne zu- dem Band abtastet, auf welcher sich Schablone mit Magnetlupe vor-
sätzlichen Referenz-Punkt. ein Referenzpunkt befindet. Dessen bereitet.
Lage wird bei Bestellung festgelegt
2 Ein Encoder mit Merkmal „I“ (s. Datenblatt des jew. Magnetbands).
(Indexsignal) ist ebenfalls mit nur
einem Sensorelement ausgestattet, 4 Ein Encoder mit Merkmal „FR“ (Re-
das die Längenmessung übernimmt. ferenz flexibel) ist mit einem zusätzli-
Durch eine zusätzliche Elektronik chen Sensorelement ausgestattet, das
wird vom Encoder pro Periode ein die flexible Referenzmarke (optio-
Indexsignal generiert. Um ein sol- nales Zubehör) abtastet. Für diesen
ches Signal zu generieren, ist keine Encoder ist bei dem Magnetband nur
zweite Spur auf dem Band notwen- eine Spur notwendig. Die flexible Re-
dig. Dieser Encoder-Typ arbeitet da- ferenzmarke kann gemäß Kurzanlei-
her mit einspurigem Magnetband tung an beliebiger Stelle des Magnet-
ohne zusätzlichen Referenz-Punkt. bands aufgeklebt werden.
1 / 2 Besitzt ein Encoder das 3 Besitzt ein Encoder das Merkmal
oder mit ...
Merkmal I/O, so arbeitet er mit … R / RB / RD, so arbeitet er mit …
Magnetband-Merkmal O Magnetband-Merkmal E Magnetband-Merkmal P
(ohne Referenzpunkt / 1 Spur) (einmaliger Referenzpunkt / 2 Spuren) (periodischer Referenzpunkt / 2 Spuren)
4 Besitzt ein Encoder das Merk-
mal FR, so arbeitet er mit …
Magnetband-Merkmal O
(mit flexibler Referenzmarke)
11Möglichkeiten zur Referen-
zierung einesinkrementellen
Systems
1. Sie nutzen ein System beste- 3. Sie nutzen ein System beste- 4. So nutzen Sie ein System besteh-
hend aus Encoder ohne Referenz hend aus Encoder mit Referenz- end aus Encoder mit Referenzsignal
signal und ein Magnetband mit signal „R/RB“ und einem Magnet- flexibel FR und einem Magnetband
einer Spur band mit zwei Spuren (Einmaliger, mit einer Spur.
periodischer Referenzpunkt, aufmag-
Das System kann entweder durch An- netisiert auf der zweiten Spur) Bei dieser Variante ist meist kein ex-
fahren einer definierten Position – z. B. terner Geber notwendig. Die Referen-
ein Anschlagblock oder durch Verknüp- Bei der Variante ist meist kein exter- zierung wird nur mit dem Referenzsig-
fung einer bestimmten Position mit ner Geber notwendig, die Referenzie- nal des Encoders durchgeführt. Durch
einem externen Geber (Endschalter, rung wird nur mit dem Referenzsignal Aufkleben der flexiblen Referenzmarke
Lichtschranke etc.) referenziert wer- des Encoders durchgeführt. Die Neu- an der kundenseitig gewählten Stelle
den. Problem: je nach Ausführung des ausrichtung kann nur an der Stelle auf dem Magnetband wird der Bezugs-
Anschlagblocks bzw. des externen Ge- erfolgen, an der ein entsprechender punkt für das Referenzsignal des Enco-
bers reicht die Wiederholgenauigkeit Bezugspunkt auf das Band aufmagne- ders bestimmt. Die Genauigkeit der
dieser Methode nicht aus. tisiert ist. Bei langen Messstrecken Referenzierung entspricht der Wieder-
empfiehlt es sich, u. U. mit periodi- holgenauigkeit des Encoders (siehe
schen Referenzpunkten zu arbeiten jeweiliges Datenblatt).
2. Sie nutzen ein System be- und diese durch externe Geber zu
stehend aus Encoder mit Index identifizieren. Die Referenzierung er-
signal „I“ und ein Magnetband folgt mit der Wiederholgenauigkeit
mit einer Spur des Encoders (siehe jeweiliges
Datenblatt).
Bei dieser Variante verknüpfen Sie
einen externen Geber (Endschalter,
Lichtschranke etc.) mit einem Index-
signal, das der Encoder mit jeder
Magnetperiode ausgibt. Der exter-
ne Geber übernimmt hier nur die
Funktion, die richtige Periode zu er-
mitteln. Die Genauigkeit der Refe-
renzierung entspricht der Wieder-
holgenauigkeit des Encoders (siehe 2.
jeweiliges Datenblatt).
Encoder mit Merkmal I ohne Referenzpunkt / 1 Spur
Zu beachten ist:
Die Referenzierung kann an
jeder beliebigen Stelle des
Verfahrweges vorgenommen
werden.
3.
Der Schaltweg des externen
Gebers muss kürzer sein als
der Abstand der Index- Encoder mit Merkmal R/RB mit einfachem oder periodischen Referenzpunkt(en) / 2 Spuren
impulse.
Zur Information:
Bei MB500/1 beträgt der
Indeximpulsabstand 5 mm, 4.
bei MB100/1 nur 1 mm.
Encoder mit Merkmal FR mit flexibler Referenzmarke
12Absolute Systeme
Jegliche Referenzfahrt entfällt hin- Einschalten des Systems an jeder Absolute Bandkodierung
gegen bei Linearmessungen mit ab beliebigen Stelle wieder zur Verfü- 2 unterschiedliche Codespuren
solut kodierten Magnetbändern. gung.
Das flexible Kunststoffband ist mit Magnetband Encoder
einem speziellen, absoluten Code Selbst eine Positionsänderung in
magnetisiert. spannungsfreiem Zustand hat keinen
Einfluss auf die Richtigkeit des ange-
Die Inbetriebnahme erfolgt durch zeigten Messwerts, da die Position an
einmaliges Kalibrieren des Systems. jeder Stelle im kodierten Magnetband
Aufgrund der absoluten Kodierung absolut hinterlegt ist. Eine Referenz- 1. absolut kodierte Spur
des Magnetbands ist keine Puffer- fahrt entfällt auch dann, wenn der
batterie notwendig, denn der aktu- Encoder z.B. zur Wartung vom Magnet-
elle Positionswert steht sofort nach band abgehoben wird.
2. inkrementell kodierte Spur
MSA-Encoder SPS
Absolutsignale durch
absolute Bandkodierung
Das quasi-absolute Verfahren Bleibt festzuhalten
Dieses Verfahren basiert auf der in- Jede der oben beschriebenen Mess- Systemen in vielen Bereichen durch
krementellen Messtechnik. Die Mess- methoden hat ihre Vorteile. Mit dem seine extreme Robustheit überlegen.
werte werden in einer zum System Wissen um die zu bestückende Anwen- Mit großen Messlängen, hoher Ge-
gehörenden Auswerteelektronik so dung und deren Einsatzbereich kann nauigkeit und einfacher Handhabung
gepuffert, dass sie als Absolutwerte entschieden werden, ob z. B. aus wirt- ist MagLine stets eine wirtschaftliche
zur Verfügung stehen. Eine integrier- schaftlichen Gründen das inkremen- Lösung für eine Vielzahl von Aufgaben.
te Batterie sorgt dafür, dass auch telle Verfahren oder aus Zeit- und Es stehen alle in der Industrie übli-
stromlose Verstellungen erkannt wer- Sicherheitsgründen das absolute Ver- chen Schnittstellen zur Anbindung an
den. Die speziell hierfür entwickelte fahren das zu bevorzugende System Steuerungs-, Regelungs- oder Bus-
Lowest-Power-Technologie ermöglicht darstellt. systeme zur Verfügung.
den zuverlässigen Betrieb ohne Bat-
teriewechsel von bis zu 10 Jahren. Die Weg- und Winkelmessung gehört
zu den Standardaufgaben im Maschi-
Bei der Installation von batteriege- nen- und Anlagenbau. Mit modernen
pufferten Systemen ist darauf zu ach- und bewährten Lösungen sind die Pro-
ten, dass der angegebene max. Lese- dukte von SIKO MagLine schon viele
abstand Encoder/Band nicht über- Jahre im Einsatz. Egal, ob inkremen-
schritten wird, da sonst auch bei dieser tell oder absolut, das berührungs-
Methode die Messinformationen ver- lose Messprinzip ist herkömmlichen
loren gehen können. Ist dies der Fall, Lösungen wie Drehgebern mit Zahn-
wird eine Referenzfahrt erforderlich. stangen, Seilzuggebern oder optischen
13Produkte
HOCHPRÄZISE ENCODER-LÖSUNGEN
GENAUIGKEITSKLASSE 10 μm
T YPISCHE AUFLÖSUNG 1 μm
Das hochauflösende Feedbacksystem ist konzipiert
für präzise und hochdynamische Prozesse mit beson-
deren Anforderungen an eine Messwerterfassung im
μm-Bereich.
Film öffnen
SIKO MagLine
„Easy Installation“
14Merkmale Vorteile Spezifikationen
Hohe Genauigkeiten für eine exakte Posi- Höchstauflösend Auflösung: 0.1 … 5 μm
tionsbestimmung und optimale Regelgüte
Inkrementell, absolut Linearitätsabweichung: ±10 μm
Primärer Einsatz: Antriebstechnik
Wirtschaftlich Wiederholgenauigkeit: ±1 μm
Systeme für die inkrementelle und
Klein und kompakt Encoder-Bandabstand: bis 0.4 mm
absolute Messwerterfassung
Umfangreiche Auswahl an Schnittstellen
und Signalausgabe in Echtzeit
Messlängen bis 100 m
Kombinationen
Messverfahren Maßstab Magnetencoder Schnittstelle Folgeelektronik
inkrementell MB100/1 LE100/1 analog Regler / Controller*
MSK1000 digital SPS, Zähler*
MS100/1 Direktverbindung MA100/2
MB100/1, MB160, LEC100, LEC160, LEC200 analog, digital Regler / Controller*,
MB200/1 SPS, Zähler*
MB200/1 MSK200/1 digital , PAN , YAS SPS, Zähler*
echt-absolut MBA111 MSA111C SSI, DRIVE-CLiQ, analog Regler / Controller*
MBA213 MSA213C, MSA213K SSI,Biss, IO-Link, analog, digital Regler / Controller*
*kundenseitige Folgeelektronik
15Produkte
FLEXIBLE ENCODER-LÖSUNGEN
GENAUIGKEITSKLASSE 50 μm
T YPISCHE AUFLÖSUNG 10 μm
Bewährt und technisch ausgereift, bietet diese Produkt-
serie ein besonders breites Spektrum an aufeinander ab-
gestimmten Komponenten. Die wirtschaftlichen Lösungen
erschließen eine Vielzahl individueller Anwendungen,
die in Bezug auf Messgenauigkeit allen Standardanforde-
rungen gerecht werden.
Film öffnen
Den Flyer „MagScale: SIKO MagLine –
batteriebetriebenes Elektronische Mess-
Messsystem“ finden Sie anzeigen für die
auf www.siko-global.com Holzbearbeitung
16Merkmale Vorteile Spezifikationen
Systeme für die inkrementelle
Vielseitiges System Auflösung: 1 … 100 µm
und absolute Messwerterfassung
Einfach konfektionierbar Systemgenauigkeit: ±25 µm
Komplettsysteme mit Encoder
und Display Ideal im Serieneinsatz Linearitätsabweichung: ±5 µm
Messlängen über 100 m Unkomplizierte Nachrüstung Encoder-Bandabstand: bis 2.5 mm
Robust bei Montagetoleranzen
und Umgebungsbedingungen
Kombinationen
Messverfahren Maßstab Magnetencoder Schnittstelle Folgeelektronik
inkrementell MB320/1 MSK320 digital SPS, Zähler*
MB500/1 MSC500, MSK5000 digital SPS, Zähler*
MB500/1 MS500H Direktverbindung MA504/1, MA503/2
quasi-absolut MBR500, MB500/1 ASA510H SSI, analog, digital Regler / Controller*
echt-absolut MBA501 MSA501 SSI, digital, CANopen Regler / Controller*
MBA MSA Direktverbindung MA505
*kundenseitige Folgeelektronik
17Produkte
ROBUSTE ENCODER-LÖSUNGEN
GENAUIGKEITSKLASSE 1 mm
T YPISCHE AUFLÖSUNG 0.25 mm
Speziell ausgelegt für sehr lange Messstrecken mit
großen Toleranzen, ermöglichen diese Systeme die
sichere, millimetergenaue Positionserfassung.
18Merkmale Vorteile Spezifikationen
Messlängen unendlich Hohe Auflösung bei sehr Auflösung: 0.25 … 2 mm
langen Messwegen
Höhenunterschiede in der Mess- Linearitätsabweichung: ±1 mm
strecke können mit einem Lese- Hohe Schutzart (IP67)
Wiederholgenauigkeit: ±1 mm
abstand von bis zu 20 mm
Große Montagetoleranzen
ausgeglichen werden Encoder-Bandabstand: bis 20 mm
zulässig
Systeme für die inkrementelle
Messwerterfassung
Besonders geeignet für lange
Erfassungsstrecken wie z. B. in
der Lager- und Fördertechnik
Kombinationen
Messverfahren Maßstab Magnetencoder Schnittstelle Folgeelektronik
inkrementell MB2000, MB4000 MSK2000, MSK4000 digital SPS, Zähler*
*kundenseitige Folgeelektronik
19Produkte
ROTATIVE ENCODER-LÖSUNGEN
PRÄZISE & LANGLEBIG
Die magnetischen Encoder-Lösungen sind die ideale Alter-
native zu herkömmlichen optischen Drehgebersystemen,
vor allem dann, wenn es um eine exakte Drehzahl- oder
Winkelmessung unter anspruchsvollen Anwendungs-
bedingungen geht.
Film öffnen
SIKO MagLine – Sensoren
für lineares und rotatives
Motorfeedback
20Merkmale Vorteile Spezifikationen
Hohe Positioniergenauigkeit und Hohe Betriebssicherheit Linearitätsabweichung:
Auflösung ±0.05°
Lange Lebensdauer
flexCoder-Technologie – flexible Wiederholgenauigkeit:
Flexible, kundenspezifische
Ringdurchmesser und kunden- ±1 Inkrement
Ringlösungen
spezifische Bauformen
Encoder-Ringabstand:
Messwerterfassung unter schwie- bis 2 mm
rigen Umgebungsbedingungen
Verschleiß- und wartungsfrei:
unempfindlich gegenüber
Verschmutzung, Feuchtigkeit
oder Betauung
Kombinationen
Messverfahren Maßstab Magnetencoder Schnittstelle Folgeelektronik
inkrementell MBR200, MR200 MSK200/1 digital SPS, Zähler*
MR320, MBR320, MSK320 digital SPS, Zähler*
MRI01
MBR500, MR500 MSC500, MSK5000 digital SPS, Zähler*
quasi-absolut MBR500, MR500 ASA510H SSI, analog, digital Regler / Controller*
echt-absolut MRAC501 MSAC501 SSI, digital Regler / Controller*
MRAC506 MSAC506 SSI, analog Regler / Controller*
MRAC200 MSAC200 flexcoder SSI, BISS, analog, digital Regler / Controller*
*kundenseitige Folgeelektronik
21Lösungen
MAGNETISCHE MESSTECHNIK
IN VIELFÄLTIGEN ANWENDUNGEN
Im Bereich des Motorfeedbacks an Linear- und Torque-
motoren werden SIKO-Encoder seit Jahrzehnten eingesetzt.
Erfassung des Motorfeedbacks
in Echtzeit an Linearmotoren
Gewährleistung hoher
Regelgüte bei dynamischen
Prozessen
Integration von offenen PCB-
Lösungen in kleine Bauräume
und kompakte Antriebs-
lösungen
Drehzahl- und Winkelmessung
in der Robotik
Den Flyer „Motor- & Drehzahl- und Winkelmessung
SIKO MagLine – Sensoren Positionsfeedback“
finden Sie auf auch unter Extrembedingungen
für lineares und rotatives
Motorfeedback Film öffnen www.siko-global.com (z. B. im Ölbad)
Aufbauend auf unserer langjährigen Erfahrung bieten
wir unseren Kunden aus der Medizin-, Analyse- und Labor-
technik präzise Längen-, Winkel- und Drehzahlmesstechnik.
Tomographen und Röntgen-
apparaturen
Operationstische und
Patientenliegen
Labor- und Analysetechnik
Den Flyer „Medizin- & Robotik
Labortechnik“ finden Sie auf
www.siko-global.com Rehabilitationsmaschinen
22HOCHPRÄZISE
ENCODER-LÖSUNGEN
Auch unter besonders schwierigen
Umgebungsbedingungen ist eine
hochgenaue Messwert- und Positions-
erfassung zuverlässig umsetzbar.
Inkrementelles und absolutes Positionsfeedback Einsatz in der Leiterplattenproduktion. Synchronisation der Vorschubmotoren bei Gantry-
für vielfältige Ausführungen von Linearmotoren. Antrieben mit jeweils einem eigenem Messsystem.
Positionsfeedback in Pipettieranlagen
(Labor- und Analysetechnik).
FLEXIBLE
ENCODER-LÖSUNGEN
MagLine erfolgreich im Einsatz –
Display, Magnetencoder und Maß-
band fügen sich perfekt in die
Anwendung ein.
Magnetische Messtechnik als kundenspezifische Genaue Drehzahlmessung auch in anspruchs- Direkte Anzeige der Messwerte an einer
Lösung in einer Formatkreissäge. vollen Anwendungen. vertikalen Plattensäge.
23ROBUSTE
ENCODER-LÖSUNGEN
Die Systeme bieten Leseabstände
von bis zu 20 mm und Genauigkeits-
daten, die auch auf besonders lange
Erfassungsstrecken angepasst sind.
Überwachung von Höhen- und Längenverstellun- MagLine-Encoder im Einsatz in der Lager-
gen auch unter rauen Umgebungsbedingungen. und Fördertechnik.
ROTATIVE
ENCODER-LÖSUNGEN
Extrem robust und für direkte Winkel-
und Drehzahlerfassung ausgelegt – die
Anwendungen von rotativen Encoder-
Lösungen profitieren vom berührungs-
losen, magnetischen Messverfahren.
Kombination aus Encoder und lagerlosem Hochpräzise Winkel- bzw. Positionsmessung in Drehzahlmessung in Anwendungen mit hohen
Magnetring. der Robotik- und Automatisierungstechnik. Anforderungen an Schock und Vibration.
Einfache Integration des Messsystems für den Drehzahl- und Positionsüberwachung von
Maschinen- und Anlagenbau. Reifenwuchtanlagen.
24Weiterführende Informationen
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
HINTERGRUNDWISSEN
Zusammenhang:
Auflösung zu Pulsabstand
Bei Encodern der MSK-Reihe sind die Definition: Pulsabstand
Parameter Auflösung und Pulsabstand Der Pulsabstand „t“ ist die kleinste
wählbar. Die Schnittstellen dieser En- Zeitdauer zwischen zwei Flanken,
coder liefern digitale Ausgangssignale die beim Verfahren des Encoders A
(Zählimpulse), die in einer übergeord- auftreten kann. Auslöser können
B
neten Steuerung mit Zählereingang zum Beispiel auch Mikrovibratio-
t
weiterverarbeitet werden können. nen sein.
Die Berechnungsformeln
Auflösung und Impulsabstand müs- 1 Pulsabstand ermitteln: Auflösung
Pulsabstand = x 0.8
sen auf die maximal mögliche Zähl- Gewählt wird der nächstkleinere, max. Verfahrgeschwindigkeit
frequenz der Steuerung abgestimmt parametrierbare Wert, in diesem
sein. Mit der vom Systemvorgegebe- Fall 1 µs. 1
Zählfrequenz =
nen max. Verfahrgeschwindigkeit Pulsabstand x 4
lässt sich die Zählfrequenz der 2 Zählfrequenz der Folgeelek-
Folgeelektronik anhand der Formeln tronik ermitteln: Die Folgeelektro-
rechts ermitteln. nik muss eine Frequenz von 250 kHz
am Eingang erkennen können. 1
Berechnungsbeispiel 0.025 mm
Pulsabstand = x 0.8 = 1.33 µs
Eine Messstrecke soll mit einer Für dieses Beispiel sind die Werte in 15 m/s
Auflösung von 0.025 mm erfasst der folgenden Tabelle blau hervor-
werden. Die Verfahrgeschwindig- gehoben. In den Datenblättern aller
keit beträgt maximal 15 m/s, Encoder sind jeweils spezifische Ta- 2
Pulsabstand und Zählfrequenz bellen enthalten, so dass keine ma- 1
Zählfrequenz = = 250 kHz
sind zu ermitteln. nuelle Berechnung notwendig ist. 1 µs x 4
Beispieltabelle MSK5000
Auflösung [mm] Verfahrgeschwindigkeit Vmax [m/s]
0.001 0.01 0.03 0.05 0.10 0.20 0.32 0.80 1.60 4.00
0.005 0.06 0.13 0.25 0.50 1.00 1.60 4.00 8.00 20.00
0.010 0.12 0.25 0.50 1.00 2.00 3.20 8.00 16.00 25.00
0.025 0.30 0.63 1.25 2.50 5.00 8.00 20.00 25.00 25.00
0.050 0.61 1.25 2.50 5.00 10.00 16.00 25.00 25.00 25.00
0.100 1.211 2.50 5.00 10.00 20.00 25.00 25.00 25.00 25.00
Pulsabstand [µs] 66.00 32.00 16.00 8.00 4.00 2.50 1.00 0.50 0.20
Zählfrequenz [kHz] 3.79 7.81 15.63 31.25 62.50 100.00 250.00 500.00 1250.00
25MAGLINE
GENAUIGKEITSANGABEN
Wiederholgenauigkeit
Die Abweichung, welche durch mehr-
maliges Anfahren einer Position ge-
messen wird, nennt sich Wiederholge-
nauigkeit. Bei einseitigem Anfahren
der Position wird sie als „unidirektio-
nal“ bezeichnet und beim Anfahren
aus beiden Richtungen als „bidirektio-
nal“. Die SIKO-Wiederholgenauigkeit
ist bei jedem Encoder als unidirektio-
naler Wert im Datenblatt angegeben.
Beispiel: ±1 µm beim MSK1000
Linearitätsabweichung
Die maximale Abweichung einer Mess- innerhalb der Messlänge: Die Lineari-
kennlinie, bezogen auf ihre Bezugsgera- tätsabweichung X des Encoders ist das
de ist die Linearitätsabweichung. Diese Ergebnis einer Genauigkeitsmessung
bezieht sich auf einen beliebigen Meter über mehrere Magnetpole.
Magnetischer Encoder Pollänge Temperatur Linearitätsabweichung
MSK1000 1 mm 20 °C ±2 µm
LEC160 1.6 mm 20 °C ±3 µm
MSK200/1 2 mm 20 °C ±5 µm
MSK320 3.2 mm 20 °C ±30 µm
MSK5000, MSC500 5 mm 20 °C ±20 µm
MSA213C 2 mm 20 °C ±10 µm
Das Ergebnis der Genauigkeitsmessun- 1 m ergibt die Linearitätsabweichung
gen des Magnetbands unter Beachtung R des Magnetbands. Diese wird ohne
der Regressionsgeraden bezogen auf Steigungsfehler angegeben.
Magnetband Pollänge Temperatur Linearitätsabweichung
MB100/1 1 mm 20 °C ±8 µm / ±20 µm
MB160 1.6 mm 20 °C ±15 µm / ±25 µm
MB200/1 2 mm 20 °C ±20 µm
MB320/1 3.2 mm 20 °C ±50 µm
MB500/1 5 mm 20 °C ±35 µm / ±50 µm
MBA213 2 mm 20 °C ±30 µm
26Beispiel: 15
Messkurve
Linearitätsabweichung [µm]
Trendlinie
Messkurve Linearitätsabweichung
Linearitätsabweichung
10
(symbolisch)
Steigungsfehler
5
0
-5
(Referenztemperatur 20°C)
-10
0 2 4 6 1000
Länge L [mm]
Berechnung der
Linearitätsabweichung Z
Z=X+R
X R Z = ±2 µm + ±8 µm = ±10 µm
Linearitätsabweichung des Beispiel: Encoder MSK1000 und
Linearitätsabweichung des Encoders
Magnetbands (über einen Meter) Magnetband MB100/1
(6-Pol-Messung)
Messkurve 20
Linearitätsabweichung [µm]
MSK1000 ±2 µm 10
MB100/1 ±8 µm 0
-10
-20
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Länge L [mm]
Gesamtgenauigkeit
Für die Gesamtgenauigkeit G über Berechnung Gesamtgenauigkeit G: Einfluss der Temperatur auf die
die gesamte Messlänge L der Anwen- Linearitätsabweichung
dung muss zusätzlich der Steigungs- G=Z+S
fehler S beachtet werden. Die Änderung der Umgebungstem-
G = ±10 µm + 4.5 m * ±1 µm/m
peratur hat Einfluss auf die relative
= ±14.5 µm
S = (L – 1m) * s Längenänderung des Magnetbands,
welches auf ein Stahlband aufge-
Erläuterung: Gesamte Messlänge
Pollängen 1 mm und 1.6 mm mit klebt ist mit 11 μm/m/K.
5.5 m mit Komponenten aus Beispiel
hoher Genauigkeit: s = ±1 µm/m
oben (Linearitätsabweichung Z über
Alle Pollängen und Standard- 1 m und zusätzlicher Steigungs-
genauigkeit: s = ±10 µm/m fehler S über 4.5 m).
27SPEZIFIKATION
DER AUSGANGSSIGNALE
VON ENCODERN
Encoder mit digitalem Signalausgang
Bauform rechteckig
Ausgangsschaltung PP (Push-Pull) LD (Line-Driver) T TL
Ausgangssignale A, B, I A, B, I A, B
verpolsicher invertiert
Abschlusswiderstand — 120 Ohm —
Betriebsspannung 24 V 5 V und 24 V 5 V und 24 V
Ausgangssignalpegel high >UB – 2.5 V RS422 spez. >2.4 V
Ausgangssignalpegel lowSPEZIFIKATION
VON MAGNETBÄNDERN
Technische Daten
Mechanische Daten
Abmessungen siehe Datenblätter MB100/1, MB200/1, MB320/1, MB400, MB500/1, MB2000, MB4000, MBA111, MBA213, MBA501
Biegeradius > 50 mm
Lieferlänge ≤100 m auf Anfrage
Bandmaterialien
Trägerband Federstahl
VA (rostfreies Edelstahlband)
Magnetwerkstoff Kunststoff-gebundenes Ferrit
Abdeckband Edelstahl
Umgebungsbedingungen
Arbeitstemperatur -40… +100°C
Lagertemperatur -40… +100°C
Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Schmutz und Flüssigkeiten (qualitative Zuordnung)
hoch mittel niedrig (kann durch zusätzlichen Schutz erhöht werden)
Wasser, Wasserdampf Aceton Xylol, Toluol
Ameisensäure Stearinsäure 70 °C, wasserfrei Trichlorethen
Formaldehyd, 40 %, Oleinsäure Tetrahydrofuran
Glycerin 98 °C Isopropyläther Tetrachlor-Kohlenstoff
N-Hexan Essigsäure Terpentin
Iso-Oktan Benzin Salpetersäure
Milchsäure Kerosin Nitrobenzol
Mineralöl Ammoniak Lacklösungsmittel
Leinöl Acetylen Benzol
Baumwollsamenöl Seewasser aromatische Kohlenwasserstoffe
Pflanzenöle Ketone
Holzstaub, -späne anorganische Säuren (HCL, H2SO4)
Steinmehl Bohremulisonen
Metallstaub, -späne
29Feldstärke
MB100/1 30 kA/m
MB200/1 28 kA/m
MB320/1 40 kA/m
MB400 38 kA/m
MB500/1 36 kA/m
Genauigkeitsdaten
Magnetband Linearitätsabweichung
MB100/1 ±8 µm / ±20 µm
MB160 ±15 µm / ±25 µm
MB200/1 ±20 µm
MB320/1 ±50 µm
MB400 ±50 µm
MB500/1 ±35 µm / ±50 µm
MB2000 ±1 mm
MB4000 ±1 mm
MBA111 ±10 µm
MBA213 ±30 µm
Ausdehnungskoeffizienten
Federstahl 11 µm/K
VA-Träger 16 µm/K
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PDF-Dateien und Programmroutinen Wir stellen Konstrukteuren maßhaltige, Volltextsuche
für unsere programmierbaren Geräte im Detail reduzierte 3D-Daten zur Ver- 24 h Zugriff auf Produktkatalog
sind auf der SIKO-Homepage verfüg- fügung. Damit können Merkmale kon- Vielfältige Darstellungsoptionen
bar. figuriert werden, die sich auf die Kon- Kostenloser Service
tur des jeweiligen SIKO-Gerätes aus-
Sie finden auf www.siko-global.com: wirken. Nach Anmeldung über unsere
Datenblätter Produktseiten im Internet ist dieser
Kataloge Service rund um die Uhr online verfüg-
Handbücher bar unter: www.siko-global.com.
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Integrationsdateien Die Vorteile sind:
3D-Konstruktionsdateien Native und neutrale Datenformate,
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