Positionswertgeber damals und heute

Für digital arbeitende elektronische Messeinrichtungen und Steuerungen sind Geber notwendig, die in digitaler Form einen Drehwinkel bzw. Position melden. NUM entwickelte einen Absolutwertgeber bereits 1960, damals noch unter dem Firmennamen Güttinger.

Absolutwertgeber im Jahre 1960

Der Absolutwertgeber mass den Drehwinkel einer Welle und gab den Messwert als sechsstellige Dezimalzahl ab. Der Drehgeber hatte fünf Trommeln auf denen die Ziffern in einem speziellen Güttinger Code eingefräst waren. Bei diesem Code änderte von Zahl zu Zahl immer nur ein Bit. Die erste Trommel hatte die Zahlen von 00 bis 99. Der Geber hatte daher eine Auflösung von 100 Positionen pro Umdrehung und die Fähigkeit, bis zu 10.000 Umdrehungen zu codieren.. Die Trommel mit der höchsten Auflösung enthielt zusätzlich eine Tachospur.

Später wurde für Absolutwertgeber der Gray-Code gewählt, auch ein Einschritt-Code, bei dem sich pro Schritt nur 1 Bit ändert. Er wurde 1953 für die Datenübertragung erfunden wie auch patentiert. In den 60er Jahren, der Pionierzeit der Elektronik, war sein praktischer Einsatz in Geräten wegen dem hohen Aufwand für die Decodierung jedoch unvorstellbar.

Wie wurde bei NUM (damals Güttinger) dieses Problem ohne Gray-Code gelöst?

Der Messbereich wurde in 6 Trommelbereiche zu je einer Dekade aufgeteilt. Für jede Dekade wurde ein NUM-eigener 4-Bit Einschritt-Code in die Trommeln gefräst. Der Code war so gewählt, dass die Ausfräsungen die Stabilität der Trommeln nicht gefährdeten und wurde direkt im Geber in einen BCD (binär codierter Dezimalcode) nahen Code gewandelt.

Einsatzgebiete

Im Jahre 1966 ermöglichte der Geber von NUM beispielsweise beim Unternehmen Knorr in Thayngen, Deutschland, dass nach einem Stromausfall kein Nullpunkt angefahren werden musste, da die Achsposition nicht verloren ging und ohne Probleme und lange Ausfallzeiten weitergearbeitet werden konnte.

Die Geber wurden auch in Kernkraftwerken für die Brennstabroboter und zum Beispiel im  Stauseekraftwerk Grand Dixance eingesetzt. Ein weiteres Einsatzgebiet des Gebers war auf  den Coradomaten (Zeichentische) in der X- und Y-Achse. Ebenso hatte das CERN in Meyrin einen solchen Geber im Einsatz.

Absolutwertgeber heute

Seit 1960 erlebten die Geber eine technische wie auch äusserliche Weiterentwicklung. Das Volumen wurde um den Faktor 40 reduziert und die Auflösung um das 168’000-fache erhöht.

Die neuesten NUM-Encoder sind nicht nur sehr klein, robust und zuverlässig, sondern verfügen auch über eine extrem hohe Auflösung pro Umdrehung (24 Bit, was mehr als 16 Millionen Positionen pro Umdrehung entspricht), eine Gesamtgenauigkeit von ± 25 Bogensekunden und die Fähigkeit, bis zu 4096 Umdrehungen zu codieren.

Wer Erfahrung mit der Verdrahtung von High-End-Gebern hat, weiss, dass dies nicht einfach ist; verdrillte Drahtpaare, Abschirmverbindungen, komplexe Lötoperationen usw. All dies ist Geschichte, die neuen NUM-Geber, die in SHX- und SPX-Servomotoren integriert sind, werden einfach über zwei Drähte angeschlossen. Auf diesen beiden Drähten werden die Stromversorgung und die digitalen Signale mit einer sehr hohen Geschwindigkeit übertragen.Der NUMDrive X Antriebsverstärker, an welchem die Geber angeschlossen werden, kann die Geber-Position zyklisch mit einer Abtastzeit von 25 µs lesen.

All diese Merkmale machen die hochauflösenden NUM-Geber auf dem Markt einzigartig.