Was bringt ein Drehzahlsensor in der Motorspindel?
Die Hauptaufgabe von Drehzahlsensoren ist die präzise Messung der Spindeldrehzahl. SPINOGY Motorspindeln bieten verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten für Drehzahlsensoren. Grundsätzlich stehen folgende Sensortypen zur Verfügung:
- Induktiver Drehzahlsensor
- Encoder analog (sin/cos)
- Encoder digital (TTL)
Der induktive Sensor basiert – wie der Name bereits erkennen lässt – auf einem induktiven Messprinzip, während Encoder auf dem magnetoresistiven Messprinzip arbeiten. Unabhängig vom Messprinzip erfassen alle Sensoren die Zähne eines rotierenden Polrads. Jeder erfasste Zahn erzeugt einen Impuls.
Eine Auswerteelektronik (z. B. ein Frequenzumrichter) zählt diese Impulse pro Umdrehung. In Kombination mit der bekannten Zahnanzahl des Polrads lässt sich daraus die tatsächliche Drehzahl der Spindel berechnen.
Dieses Signal kann anschließend im Umrichter für eine Closed-Loop-Regelung genutzt werden. Dabei wird die Ist-Drehzahl kontinuierlich mit der Soll-Drehzahl verglichen. Sinkt die Drehzahl beispielsweise durch eine höhere Bearbeitungslast, regelt der Umrichter automatisch nach, um die gewünschte Drehzahl konstant zu halten.
Ein entscheidender Vorteil dieser Regelung:
Das maximale Drehmoment kann bereits im Bereich von 0 bis 5000 U/min abgerufen werden.
Induktiver Sensor oder Encoder?
In einer einfachen und kostengünstigen Variante kann diese Drehzahlregelung bereits mit einem induktiven Drehzahlsensor realisiert werden.
Für anspruchsvollere Anwendungen empfehlen wir jedoch den Einsatz eines Encoders. Dieser bietet eine deutlich höhere Auflösung und ermöglicht damit eine präzisere Regelung der Spindeldrehzahl.
Ein weiterer Vorteil: Durch den Encoder lässt sich die Position der Spindelwelle exakt bestimmen, da deutlich mehr Positionssignale pro Umdrehung erfasst werden.
In einer „einfachen“ Variante kann das mit dem induktiven Drehzahlsensor abgebildet werden, für den High-End User empfehlen wir die Verwendung des Encoders. Dieser bietet noch deutlich mehr Funktionen und hat eine bessere Auflösung, was zu einer besseren Regelbarkeit führt.
Rigid Tapping – Gewindeschneiden ohne Ausgleichsfutter
Der Einsatz eines Encoders ermöglicht „Rigid Tapping“ und ist somit bei SPINOGY Motorspindeln problemlos möglich. Doch was ist das überhaupt:
Rigid Tapping ist ein CNC-Gewindeschneidverfahren, bei dem der Gewindebohrer ohne Ausgleichsfutter direkt in der Werkzeugaufnahme eingespannt wird.
Die Bewegung der Z-Achse wird dabei exakt mit der Drehzahl der Spindel synchronisiert.
Vorteile von Rigid Tapping:
- Kein Ausgleichsfutter notwendig
- Geringere Kosten und höhere Präzision
- Reduziertes Risiko eines Gewindebohrerbruchs
- Schnellere Bearbeitungszyklen
Technische Anforderungen:
- Vollständige Synchronisation von Spindeldrehzahl und Vorschubachse
- Exakte Positionsüberwachung der Spindelwelle