SensePrecisioner Scanner ermöglicht präzise 3D-Messungen an Magneten

Die Anwendungen für Permanentmagnete steigen stetig, und neue Applikationen führen zu gestiegenen Anforderungen bzgl. Leistung und Qualität. Das erfordert immer bessere Mess- und Prüftechnik.

Ob in Elektromotoren oder als Maßstäbe für magnetische Sensoren: es gibt wenig Industriebranchen, die auf den Einsatz von Permanentmagneten verzichten können. Egal ob in der Industrieautomatisierung, Fahrzeugbranche, Medizintechnik oder bei der erneuerbaren Energie, überall gibt es eine Vielzahl von Bewegungen, die mithilfe von Motoren oder Sensoren mit Dauermagneten umgesetzt werden. Das hat einen zunehmenden Bedarf an zuverlässigen, leistungsstarken Magneten zur Folge.

Die Anforderungen steigen genauso kontinuierlich. In neuen Applikationen werden höhere Feldstärken, kompaktere Abmessungen, noch höhere Robustheit bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit benötigt. In Abhängigkeit der Nutzung sind unterschiedliche magnetische Eigenschaften von Bedeutung. Bei Elektromotoren spielt die Streufeldstärke der Magnete sowie die Homogenität des Feldes eine besonders wichtige Rolle. Ungleichmäßige Magnetisierung kann im Betrieb zu unnötiger Erwärmung oder Schwingungen führen. Bei magnetischen Maßstäben oder Polringen für Linear- bzw. Drehgeber sind die präzise Lage und Länge der Pole Grundlage für eine genaue Weg- oder Winkelmessung. Eventuelle Beschädigungen an den Magneten sollten daher bereits beim Wareneingang oder im Prozess geprüft werden.

Um solche vielfältigen Anforderungen messtechnisch zu erfassen, haben sich sogenannte 3D-Magnetic Field Mapper oder Scanner als ein sehr gut geeignetes Messmittel durchgesetzt. Mit Hilfe einer dreiachsigen Hallsonde wird ein 3D-Karte des Magnetfelds erstellt, um zu prüfen, ob der Magnet richtig magnetisiert wurde. Die Bewegungen der Sonde müssen hochpräzise und dynamisch im Raum erfolgen. Als Basis benötigt man eine mehrachsige Bewegungsplattform, wie z. B. die Gantry-Tische aus der SensePrecisioner® Familie von der ITK Dr. Kassen GmbH (Bild 1).

Die modular aufgebauten Gantry-Tische verfügen über ein Granitgestell, berührungslose Linear- Direktantriebe, magnetische Absolut-Wegmesssysteme und eine performante Steuerung. Dank des modularen Aufbaus und des Einsatzes eigener Komponenten können maßgeschneiderte Lösungen schnell umgesetzt werden. Die Gantry-Tische sind reinraumtauglich und absolut zuverlässig – auch im Dauerbetrieb 24/7. Standardmäßig sind Scanner-Flächen bis zu 4 m² verfügbar, wobei größere Flächen auf Anfrage möglich sind. ITK liefert dabei eine Komplettlösung: von der Beratung bis hin zur Inbetriebnahme erhält der Kunde alles aus einer Hand und inhouse made in Germany.

Applikation: 3D-Magnetic-Mapper von Senis

Eine bidirektionale Wiederholgenauigkeit im sub-µm-Bereich, eine Positionsauflösung in Nanometer-Bereich sowie hohe Achsgeschwindigkeiten bis 0,5 m/s, haben zu den wesentlichen Anforderungen der Senis AG aus Baar in der Schweiz gehört, als sie eine neue Maschinenbasis für ihren 3D-Magnetic Field Mapper gesucht haben. Entstanden ist das neue MMS-1G-RS Produkt, das aktuell den genauesten Mapper im Markt darstellt (Bild 2).

Das dreidimensionale Magnetfeld wird mit einer speziellen Hallsonde erfasst, die in der Lage ist, alle drei Raumvektoren des Magnetfeldes mittels eines einzigen Silizium-Chips zu erfassen. Der integrierte Berührungssensor im Messtaster kombiniert dabei die Koordinatenmessung mit einer sehr genauen Magnetfeldkartierung. Anhand dieser 3D-Karte kann die Homogenität des Magnetfeldes beurteilt werden und weitere Größen wie magnetischer Winkel, Winkelfehler, Polanzahl, Pollage oder Pollänge können ausgewertet werden. Die kompakte Bauweise des Messtasters, kombiniert mit der Präzision des Gantry-Tisches, ermöglichen Messungen mit sehr hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit sehr nahe an der Magnetoberfläche und vor allem auch in kleinen Luftspalten. Eine hochentwickelte Software ermöglicht komplexe Messpfade sowie die Auswertung unterschiedlichster magnetischer Parameter.

Das neue Gerät versetzt den Nutzer in die Lage, seine Magnete mit einer bisher nicht gesehenen Genauigkeit, Flexibilität und Geschwindigkeit zu messen und zu prüfen.