PFIFFIG DIE PHYSIK GENUTZT

"Pfiffig die Physik genutzt", so lautet der Titel der aktuellen Ausgabe von antriebstechnik, in der die GMI-Drehgeber-Technologie der FLUX GmbH ab Seite 20 vorgestellt wird.

antriebstechnik 2023/01-02
Textauszug und Zusammenfassung:

PFIFFIG DIE PHYSIK GENUTZT

Besondere Anwendungen erfordern besondere Lösungen. Für genau diese Fälle hat ein Unternehmen aus Österreich innovative Sensorik mit interessanten Eigenschaften im Portfolio - dank eines physikalischen Effekts. Die Drehgeber zur Positionsbestimmung kommen auch dort zum Einsatz, wo herkömmliche Geräte zu groß und schwer sind.
Schon lange vor der Gründung im Jahr 2017 war FLUX aus Österreich ein bekennender Spezialist für Sensorik, mit jahrzehntelanger Erfahrung und großem Know-how im Bereich magnetischer, induktiver und optischer Technologien. Irgendwann wurde jedoch klar, dass es Zeit für neue Entwicklungen war, insbesondere bei der Erfassung von rotatorischen und linearen Bewegungsabläufen. Grund dafür waren weitreichende Innovationen in der Automatisierung und Robotik, die zudem immer schneller abliefen. Gefragt waren ultraschnelle, ultraleichte und ultraflache Sensoren und Encoder, die mit der rasanten Entwicklung der Industrie 4.0-Anwendungen Schritt halten konnten.

GIANT MAGNETO IMPEDANCE

Die österreichische Antwort ist die patentierte GMI-Technologie (Giant Magneto Impedance). Das Prinzip dahinter ist bekannt: Der GMI-Effekt besteht darin, dass bestimmte Materialien ihre Impedanz, also ihren Wechselstromwiderstand, ändern, sobald sie einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt werden. Dies wiederum beeinflusst den so genannten Skin-Effekt, der durch das Anlegen eines Wechselstroms im GMI-Material hervorgerufen wird. Auf diese Weise kann ein Signal in Abhängigkeit von der Position zwischen dem Sensor (GMI-Folie) und dem Messband (äußeres Magnetfeld) erzeugt werden. Dies ist ein Novum, denn der GMI-Effekt wurde bisher noch nie zur Positionsbestimmung genutzt. Überträgt man dieses Wissen auf die Herstellung eines Drehgebers, wie es FLUX gelungen ist, ergibt sich ein enormer Mehrwert: Es sind nun Anwendungen denkbar, die bisher unmöglich schienen, weil herkömmliche Sensoren und Drehgeber aufgrund ihrer Größe oder Trägheit einfach nicht geeignet waren. Die GMI-Drehgeber kombinieren die hochpräzise Leistung eines optischen Drehgebers mit der Robustheit eines induktiven Drehgebers und der großen Anbautoleranz und dem großen Arbeitsbereich eines magnetischen Drehgebers. Darüber hinaus arbeiten die GMI-Drehgeber hysteresefrei und bieten eine Positionserfassung in Echtzeit, d.h. die aktuelle Position ist jederzeit ohne Verzögerung verfügbar. Sie vereinen die Eigenschaften und Funktionen bisheriger Gebersysteme in einem Gerät - das spart Kosten für Energie, Installation, Integration, Betrieb und Wartung.

VERTRIEBS- UND KOOPERATIONSPARTNER

Paul Tutzu, Gründer und Geschäftsführer von FLUX, fasst es so zusammen: "Der rasante technische Fortschritt und die sich ständig ändernden Rahmenbedingungen erfordern ein hohes Maß an Flexibilität. Durch den Einsatz unserer Drehgeber ermöglichen wir unseren Kunden ein Höchstmaß an Anpassungsfähigkeit und Zuverlässigkeit und bieten gleichzeitig einen Mehrwert durch überlegene technische Leistung." Von diesem wichtigen Know-how profitiert Servotecnica seit 2021, zum einen als exklusiver Distributor für die Produkte von FLUX für Deutschland und Italien, zum anderen als Kooperationspartner für Weiterentwicklungen im Bereich der Drehgebertechnologie und Schleifringe. Das aktuelle Produktportfolio an dezentralen Drehgebern mit GMI-Technologie umfasst sowohl GMI-Winkelgeber (GMI Angle-Serie) als auch GMI-Drehgeber (GMI Rotary-Serie) in verschiedenen Größen und Ausführungen. Ergänzt wird das Angebot durch eine Serie von besonders kompakten und leichten Drehgebern auf Induktionsbasis. Neben den bereits erwähnten Vorzügen haben die GMI-Drehgeber zahlreiche weitere Vorteile gegenüber herkömmlichen Absolutwertgebern. So arbeitet ihr Messprinzip in einem größeren Arbeitsbereich und sie haben ein sehr gutes Signal-Rausch-Verhältnis. Dies führt zu vergleichsweise großen Anbautoleranzen in Kombination mit hoher Auflösung und Genauigkeit über den gesamten Arbeitsbereich. Die rahmenlose Bauweise der GMI-Drehgeber verhindert, dass zusätzliche, parasitäre Reibung in das System eingebracht wird, wie es bei gekapselten Systemen häufig der Fall ist, die zusätzliche Haft- und Rollreibung in die Drehachse einbringen.

VORTEILE GEGENÜBER KONVENTIONELLEN DREHGEBERN

GMI-Drehgeber arbeiten zudem ganzheitlich: Der Sensor tastet das Maßband nicht punktuell ab, sondern über die gesamten 360 Grad einer Umdrehung. Das macht ihn weitgehend unempfindlich gegenüber Ungenauigkeiten wie Exzentrizitäten oder einem Versatz zwischen Sensor und Maßband. Als Echtzeit-Drehgeber liefert er zudem eine von einem Berechnungszeitpunkt unabhängige Ausgangsposition: Er kann bei jeder Abfrage die aktuelle Position sofort und ohne zeitliche Unsicherheit (Jitter) an die Steuerung übermitteln. Damit verfügen GMI-Geber sowohl bei niedrigen als auch bei sehr hohen Drehzahlen über eine gleichbleibend hohe Präzision und eignen sich besonders für Anwendungen, die eine Drehzahl- oder Drehmomentregelung erfordern. FLUX Drehgeber werden zum Beispiel als Last- und Motorgeber in Gelenken von Industrierobotern und Cobots sowie in Werkzeugmaschinen der neuesten Generation oder in Torquemotoren eingesetzt. Mit ihrer herausragenden Genauigkeit und Wiederholbarkeit spielen sie auch in anspruchsvollen Fertigungsprozessen eine große Rolle, zum Beispiel in der Halbleiterproduktion. Mit ihrer geringen Masse eignen sie sich auch hervorragend für Anwendungen in kreiselstabilisierten, kardanischen Aufhängungen für Kameras oder Messgeräte, sogenannten Gimbals, die an Drohnen oder bemannten Flugzeugen montiert werden können. Um die jeweils passende Lösung für Antriebe, Sensoren und Automatisierung zu finden, ist Servotecnica einer der richtigen Ansprechpartner. Die GMI- und induktionsbasierten Drehgeber von FLUX eröffnen den Anwendern ein weiteres Feld mit zahlreichen neuen, zum Teil bahnbrechenden Möglichkeiten.

DIE IDEE

"Automatisierte Anwendungen werden immer anspruchsvoller und schneller. Bei der Erfassung von rotatorischen und linearen Bewegungsabläufen stößt die herkömmliche Sensorik an ihre Grenzen. Mit der patentierten GMl-Technologie von FLUX eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten: GMl-Drehgeber von FLUX verbinden die Präzision eines optischen mit der Robustheit eines induktiven Drehgebers. Sie arbeiten hysteresefrei und liefern Positionsdaten in Echtzeit - eine technische Spitzenleistung. Vertriebspartner für die GMI-Drehgeber von FLUX ist Servotecnica."

- Paul Tutzu, Geschäftsführer, FLUX