Maßgeschneiderte Messgeräte für die besonderen Anforderungen

Messgeräte, die speziell auf die Anforderungen der Robotik, Medizintechnik und Antriebstechnik ausgelegt sind, hat Heidenhain jetzt vorgestellt. Für die lineare und rotative Positionierung medizintechnischer Geräte hat Heidenhain Längen- und Winkelmessgeräte vorgestellt, die über die genaue Positionsmessung hinaus auch die Wünsche der Hersteller nach kompakten Baumaßen, hoher Zuverlässigkeit und Strahlungssicherheit erfüllen

Speziell für Anwendungen in der Robotik entwickelt ist der induktiven Drehgeber ECI 4000 für Hohlwellendurchmesser von 180 mm vor. Als modulares System mit Teilungstrommel und separater Abtasteinheit bringt er zu seiner Robustheit und Genauigkeit auch gute Montagevoraussetzungen für den Einsatz in Robotern mit. Dazu gehören der direkte Anbau und die flexiblen Anbaumöglichkeiten durch den modularen Aufbau ebenso wie die großen Anbautoleranzen. Außerdem ist der ECI 4000 für sicherheitsgerichtete Anwendungen bis SIL 2, Kategorie 3 PL d geeignet.

Der Drehgeber ECI 4000 ermöglicht, ebenso wie die Winkelmessgeräte ECA 4000 von Heidenhain und WMRA von AMO, eine Verbesserung der absoluten Positionsgenauigkeit am Tool Center Point von Industrierobotern um 70 bis 80 Prozent. Dazu wird er zusätzlich zum Motorfeedback als sogenannter Secondary Encoder an jeder Roboterachse jeweils nach dem Getriebe angebaut. Hier erfasst er die tatsächliche Position jedes Robotergelenks und berücksichtigt auf jeden Fall den Nulllagenfehler und das Umkehrspiel. Außerdem misst er an jeder Achse des Roboterarms die rückwirkenden Kräfte aus der Bearbeitung. So ausgestattet, können Roboter auch genauere Aufgaben in der Montagetechnik und bei der Bearbeitung von großen Werkstücken übernehmen.

Genauigkeit im Dienst der Gesundheit

Bei medizintechnischen Geräten und Anlagen ist der behutsame und sichere Umgang mit den Patienten und Untersuchungsgeräten besonders wichtig. Dazu gehört beispielsweise die möglichst ruhige, ruckelfreie Bewegung des Patiententischs oder Behandlungsstuhls während einer Untersuchung. Aber auch für die genaue Steuerung des Röntgensystems eines Computer-Tomographen spielt dies eine wichtige Rolle, damit es möglichst viele Schnittbilder mit hoher Auflösung liefert. Und selbstverständlich ist die punktgenaue Ausrichtung des Linearbeschleunigers von Bestrahlungsgeräten für eine zielgerichtete Strahlentherapie entscheidend. Für die lineare und rotative Positionierung medizintechnischer Geräte hat Heidenhain Längen- und Winkelmessgeräte vorgestellt, die über die genaue Positionsmessung hinaus auch die Wünsche der Hersteller nach kompakten Baumaßen, hoher Zuverlässigkeit und Strahlungssicherheit erfüllen. Dazu gehören das absolute Längenmessgerät LIC 4000 und die induktiven Drehgeber ECI 4000 für Hohlwellendurchmesser von 90 mm.

Als absolutes Längenmessgerät stellt das LIC 4100 die aktuelle Position direkt nach dem Einschalten des Geräts zur Verfügung. Referenzfahrten sind nicht erforderlich, ein Patiententisch kann sofort ohne störendes Ruckeln bewegt werden. Das fast 16 Quadratmilimeter große Abtastfeld für den Maßstab macht das LIC 4100 außerdem besonders unempfindlich gegen Verschmutzungen. Der Abtastkopf selbst befindet sich in einem dichten Gehäuse, das die Schutzart IP67 erfüllt. Damit sind eine hohe Messgeräteverfügbarkeit und somit Systemausfallsicherheit gewährleistet. Gleichzeitig bietet das LIC 4100 eine hohe Auflösung bis zu 1 nm. Diese extrem kleinen Messschritte erzielt Heidenhain, indem die Messsignale der Inkrementalspur sehr hoch interpoliert und mit der Absolutspur zu einer absoluten Positionsinformation verknüpft werden.

Die induktiven Drehgeber vom Typ ECI 4000 sind modular aus Abtasteinheit und Teilungstrommel aufgebaut. So ist ein Hohlwellendurchmesser von 90 mm bei einer Bauhöhe von nur 20 mm möglich. Zudem eignen sich die Geräte ohne Eigenlagerung für den einfachen Direktanbau in schwierigen oder beengten Einbausituationen. Sie bieten zudem hervorragende regelungstechnische Eigenschaften, wie sie in der Medizintechnik gefordert werden. Ihre Abtastung ist als Rundumabtastung ausgeführt, bei der die komplette Teilungsstruktur der Teilungstrommel (Rotor) mit dem zugehörigen Abtastband der Abtasteinheit (Stator) an der Positionssignalgewinnung beteiligt ist. Auf diese Weise wertet der Drehgeber zwei inkrementelle Abtastspuren unterschiedlicher Periodizität aus. Dieses Abtastprinzip wirkt sich auch positiv auf die Anbau- und Betriebstoleranzen und die Positionsgenauigkeit in der Applikation aus. (ig)