Энкодеры SIKO: Серия MSA (MSA111C, MSA213C, MSA213K, MSA501, MSAC200, MSAC501, MSAC506)

Принцип действия и ключевые преимущества магнитной технологии

В основе энкодеров серии MSA лежит бесконтактный магнитный принцип измерения. Система состоит из двух основных компонентов: магнитной линейки и считывающей головки. На магнитную линейку с определенным шагом нанесена растр из чередующихся магнитных полюсов. Считывающая головка, содержащая магниторезистивные датчики или датчики Холла, определяет свое положение относительно этой магнитной шкалы с высокой точностью.

Ключевые преимущества этой технологии:

• Повышенная устойчивость к загрязнениям и вибрациям: В отличие от оптических систем, магнитные энкодеры нечувствительны к запылению, запотеванию, попаданию масел и аэрозолей, что критически важно в условиях металлообработки, деревообработки или на открытых производственных участках.
• Увеличенный рабочий зазор: Допустимое расстояние между считывающей головкой и магнитной лентой может достигать 1-2 мм, что упрощает монтаж и компенсирует возможные механические перекосы в процессе эксплуатации.
• Прочность и долговечность: Отсутствие оптических компонентов и хрупких дисков делает систему устойчивой к ударным нагрузкам до 500 м/с² и вибрациям до 100 м/с².
• Абсолютное измерение положения: Энкодеры серии MSA являются абсолютными, то есть они сразу после включения определяют свое текущее положение без необходимости выполнения процедуры поиска референтной точки.

Детальный обзор модельного ряда и их специализация

Серия MSA не является однородной — это семейство продуктов, каждое из которых оптимизировано под определенный класс задач. Понимание различий позволяет инженеру сделать точный и экономически обоснованный выбор.

Высокодинамичные решения для задач безопасности: MSA111C

Модель MSA111C позиционируется как флагманское решение для высокоскоростных и ответственных применений.

• Разрешение и точность: Обеспечивает исключительное разрешение до 1 мкм и повторяемость позиционирования ±2 мкм.
• Интерфейсы: Поддерживает абсолютные интерфейсы DRIVE-CLiQ для интеграции с приводами Siemens, SSI и RS485.
• Уникальная особенность: Наличие дополнительного аналогового выхода Sin/Cos 1 VSS для высокодинамичного управления в реальном времени, что позволяет организовать замкнутый контур управления непосредственно на уровне привода, минуя задержки основного контроллера.
• Безопасность: Сертификация согласно SIL2 при использовании интерфейса DRIVE-CLiQ позволяет применять его в системах безопасности.

Сфера применения: Высокооборотные станки с ЧПУ, робототехника, прецизионные испытательные стенды.

Универсальные промышленные модели: MSA501 и MSAC501

Эти модели представляют собой стандартные решения для большинства типовых задач автоматизации.

• Архитектура системы: Данные модели часто работают в паре с выносными блоками индикации и управления. Максимальное разрешение и точность в этом случае определяются характеристиками подключенного электронного блока.
• Гибкость: Система позволяет вынести дисплей и органы управления в удобное для оператора место, оставив в зоне измерения только компактную и защищенную считывающую головку.
• Длина измерения: Стандартная максимальная длина измерения для таких систем составляет 5120 мм, при этом магнитные ленты могут быть значительно длиннее — до десятков метров.

Сфера применения: Позиционирование линейных осей в станкостроении, управление габаритными промышленными установками, складские и подъемные системы.

Специализированные решения: MSA213C, MSA213K, MSAC200, MSAC506

Производитель предлагает узкоспециализированные модификации для конкретных условий:

• MSA213C и MSA213K: Предназначены для работы в составе более сложных кинематических систем или имеют специфические конструктивные особенности, такие как тип корпуса или подключения.
• MSAC200 и MSAC506: Относятся к категории магнитных колец для измерения угла поворота. Эти устройства монтируются непосредственно на вал и взаимодействуют с многополюсным магнитным кольцом, обеспечивая абсолютное угловое позиционирование. Модель MSAC506 имеет увеличенный посадочный диаметр по сравнению с MSAC200.

Сфера применения: Поворотные столы, роботы-манипуляторы, угловое позиционирование в условиях сильных вибраций и загрязнений.

Сравнительный анализ моделей серии MSA

Практические аспекты для инженера: монтаж, интеграция и эксплуатация

Критические параметры монтажа

Для обеспечения заявленной точности и надежности необходимо строго соблюдать монтажные допуски:

• Зазор считывания: ≤ 1 мм
• Боковое смещение: ±1 мм
• Угловое отклонение: ±2°
• Продольный и поперечный наклон: ±1° и ±3° соответственно

На магнитной ленте и считывающей головке нанесены стрелки, которые должны быть сонаправлены при монтаже.

Интеграция в систему управления

Серия MSA поддерживает все распространенные промышленные интерфейсы, что делает ее интеграцию практически универсальной:

• Для задач высокоскоростного управления: DRIVE-CLiQ, SSI
• Для сетевых решений: RS-485 с поддержкой протоколов производителя
• Для аналогового контура управления: Sinus/Cosinus 1 Vpp
• Связь с блоком индикации: Посредством D-Sub 9-pin или 8-контактного mini-DIN разъема

Эксплуатационные характеристики

Энкодеры серии MSA рассчитаны на работу в жестких промышленных условиях:

• Температура окружающей среды: 0 … +60 °C
• Степень защиты: IP67 для считывающей головки, что гарантирует защиту от пыли и кратковременного погружения в воду
• Скорость перемещения: До 5 м/с
• Вибрационная устойчивость: До 100 м/с²
• Ударная стойкость: До 500 м/с²

Сравнение с альтернативными технологиями позиционирования

Магнитные энкодеры серии MSA занимают определенную позицию на рынке средств измерения положения. По сравнению с оптическими энкодерами, они демонстрируют более высокую устойчивость к загрязнениям и вибрациям, но могут уступать в максимально достижимом разрешении. В сравнении с индуктивными системами, магнитные энкодеры предлагают более широкий рабочий зазор и менее критичны к точности монтажа.

Продукция таких производителей, как Heidenhain с оптическими энкодерами серии LIP, или Posic с индуктивными датчиками, представляет альтернативные технологические решения. Выбор между этими технологиями зависит от конкретных условий эксплуатации, требований к точности и бюджетных ограничений проекта.

Области применения и примеры использования

Энкодеры серии MSA находят применение в различных отраслях промышленности:

• Металлообрабатывающая промышленность: Позиционирование линейных осей станков с ЧПУ, измерение положения в условиях воздействия смазывающе-охлаждающих жидкостей
• Деревообрабатывающая промышленность: Системы позиционирования в условиях повышенного запыления
• Робототехника: Обеспечение обратной связи по положению в роботизированных манипуляторах и линейных приводах
• Автоматизация складских систем: Позиционирование в подъемно-транспортном оборудовании
• Энергетика: Контроль положения в регулирующих механизмах
• Производство упаковки: Синхронизация движения в упаковочных машинах

Заключение

Магнитные абсолютные энкодеры SIKO серии MSA представляют собой комплексные измерительные системы, предлагающие инженеру надежную альтернативу оптическим и индуктивным системам в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Их ключевые преимущества включают магнитную технологию, обеспечивающую устойчивость к загрязнениям и вибрациям; абсолютный принцип измерения, исключающий необходимость в референтных циклах при включении; широкий модельный ряд и разнообразие интерфейсов для интеграции в любую систему управления. При выборе конкретной модели основное внимание следует уделить требуемому разрешению, динамическим характеристикам, необходимому интерфейсу связи и условиям эксплуатации, что в комплексе позволяет создать максимально надежную и эффективную систему позиционирования.