Hochgenaue Positionsbestimmung mit neuartiger magnetischer Messtechnik (GePos)

Problemlage
Weil optische Sensoren heute berührungsfrei und hochgenau Linear- und Drehbewegungen nur in sauberer Umgebung messen können, haben sich magnetische Messlösungen für schwierige Anwendungsfälle etabliert. Leider sind die heute verfügbaren magnetischen Messlösungen aber in punkto Messgenauigkeit den optischen Systemen immer noch unterlegen. Für raue Umgebungen, wie z.B. Werkzeugmaschinen, Drucktechnik, Laserschneiden, werden verstärkt aber hochgenaue Messlösungen nachgefragt. Maßstäbe mit höherer Genauigkeit, die sich kostengünstig herstellen lassen und in diesen Umgebungsbedingungen funktionieren, können die Anwendung der Magnetmesstechnik deutlich erweitern.

Ziel
Ziel des Projektes GePos ist eine hochgenaue magnetische Messlösung, die alle Vorteile der magnetischen mit der hohen Genauigkeit der optischen Messtechnik vereint. Dabei stehen vor allem die Genauigkeitssteigerung und die erheblich höhere Robustheit der magnetischen Lösungen im Vordergrund. Die zu erwartenden geringeren Messlösungs- und Installationskosten führen zusätzlich zu hohen Kostenvorteilen für die Endanwender. Mit diesem Projekt soll der Einsatz von magnetischen Messlösungen auf Anwendungen erweitert werden, die heute ausschließlich von optischen Systemen bedient werden.

Vorgehensweise
Da magneto-resistive Sensoren bei Vorliegen eines externen Magnetfelds ihren Widerstand ändern, kann bei der angedachten Lösung ein derartiger Sensor einen mit magnetischer Tinte gedruckten Maßstab auslesen. Dabei wird prinzipiell die gleiche Lesetechnik benutzt, mit der moderne Festplatten im Computer funktionieren. Mit magnetischer Tinte lassen sich deutlich kleinere Unterteilungen auf dem Maßstab als bisher erzeugen, durch eine Kombination von Drucken und magnetischem Codieren. Dabei wird die Positionsinformation aus den magnetischen Eigenschaften der magnetischen Tinte abgeleitet und wegen der kleineren Strukturgrößen eine höhere Messgenauigkeit erreicht.

Verwertungspotential und erwartetete Ergebnisse
Nach dem erfolgreichen Projektabschluss werden die beteiligten Partner in der Lage sein, eine magnetische Messlösung auf den Markt zu bringen, die hinsichtlich der Messgenauigkeit mit optischen Systemen konkurriert. Daneben nutzen die Kunden die Vorteile magnetischer Messtechnik – zuverlässige Funktion in verschmutzter Umgebung, hoher Leseabstand – und profitieren von den günstigeren Maßstabskosten. Zusammen mit der aus der Technik resultierenden Gestaltungsfreiheit lassen sich die Herstellkosten von Automatisierungslösungen (und Maschinen generell) reduzieren oder neue Automatisierungskonzepte aufbauen, die mit den derzeitigen Sensoren nicht umzusetzen sind. In rauen Produktionsumgebungen trägt die neue Lösung zu einer höheren Positionierungsgenauigkeit der Maschinen, zu einer besseren Prozesssicherheit und zu einer steigenden Flexibilisierung von Produktionsprozessen bei.

• Bogen Electronic GmbH
• Octopus Fluids GmbH & Co. KG