Die messtechnische Grundlage des Weg-Codier-Systems WCS ist seit 1989 unverändert: Ein U-förmiger Lesekopf in einem robusten Kunststoffgehäuse umfasst eine stabile Codeschiene mit Aussparungen. Diese Anordnung schließt bereits die meisten Störeinflüsse aus. In der Produktvariante WCS-OM für besonders harsche Bedingungen ist der Sensor außerdem von einem schwarzen, transluzenten Gehäuse der Schutzklasse IP69 umschlossen und somit völlig unempfindlich gegen Salzwasser sowie gegen aggressive Stoffe und Hochdruckreinigung. Es weist außerdem eine hohe Schlagresistenz auf und widersteht starken mechanischen Einwirkungen.
Starke LED, zuverlässige Detektion
Auf der Innenseite ist der Lesebereich des Positionsgebers durch austauschbare transparente Kunststoffschalen vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt. Dort leuchtet die leistungsstarke Infrarot-LED-Reihe auf einen rund 10cm langen Abschnitt der Schiene, der eindeutige Code wird nach dem Lichtschrankenprinzip erfasst. Der Sensor erkennt so den Positionswert auf 0,8mm genau. Die Fahrgeschwindigkeiten kann bis 12,5m/s betragen, die Codes reichen für eine maximale Weglänge von 314,5m. Rauch, Staub, Nebel und Witterungseinflüsse können die Messung nicht beeinträchtigen. Für den Einsatz bei besonders tiefen Temperaturen bis -40°C gibt es eine Geräteversion mit integrierter Heizung, die auch eine Beeinträchtigung durch Taubildung ausschließt.
Der breite Spalt zwischen LED-Reihe und Detektor erlaubt auch größere seitliche Bewegungen entlang der y-Achse ohne Einfluss auf die Messung. Die Absolutposition wird bei vertikaler (±10°) und horizontaler (±5°) Schrägstellung sowie bei Kurvenradien ab 500mm zuverlässig erkannt. Der Lesekopf verfügt über eine große 7-Segment-Anzeige, die sich je nach Lage automatisch um 180° dreht. Neben der Anzeige des Positionswerts bietet sie umfangreiche Diagnosefunktionen für eine detaillierte Analyse am Einsatzort. Damit können z.B. verschmutzte oder beschädigte Codeschienen-Segmente identifiziert werden.
Anwendungsspezifische Anpassung
Neben dem Lesekopf steht auch die Codeschiene in einer Variante für den Einsatz mit extremen Bedingungen und großen Temperaturschwankungen zur Verfügung: Sie besteht aus korrosionsbeständigem Edelstahl. Die standardmäßige Kunststoff-Ausführung ist aus robusten Polyesterlaminat gefertigt, das sich im Kontakt mit Ölen, Fetten und Lösungsmitteln neutral verhält sowie gegen Säuren, Laugen und aggressive Gase chemisch resistent ist.
Die Schienen werden an einem modularen Montagesystem befestigt, das die leichte Integration von Unterbrechungen und Weichen sowie von Kurvenbahnen, Steigung und Gefälle erlaubt. Referenzpunkte werden nicht benötigt. Als zusätzliche Halterung und stabilisierende Führung steht ein optionales Aluminiumprofil für die Aufnahme der Schiene zur Verfügung. Kurze Stücke der Edelstahl-Codeschiene sind als ID-Pads zur Identifikation mobiler Komponenten nutzbar. Sie werden in diesem Fall während der Vorbeifahrt von einem fest montierten Lesekopf erfasst. Auf diese Weise lassen sich bis zu 1.260 Fahrzeuge unterscheiden. Außerdem kann man die Pads zur Feinpositionierung des Verfahrwagens einsetzen. Mit ihrem Temperaturbereich von -40 bis +450°C sind sie für extreme Umgebungsbedingungen geeignet.
Wenn in den Anwendungen seitliche Bewegungen der mobilen Einheit unvermeidlich sind, kann der Sensor in einem Führungswagen in Kombination mit einem Aluminiumprofil montiert werden. Damit sind Lesekopf und Fahrwerk entkoppelt, und der freilaufende Mitnehmer kann Schwankungen bis ±45mm ausgleichen.
Kommunikatives Upgrade mit IO-Link
WCS steht weiterhin auch mit einer SSI-Schnittstelle zur Verfügung. Mit der IO-Link-Schnittstelle der neuen Geräteversion WCS3B-LS810 kann man aber zusätzliche nützliche Funktionen implementieren. Die geringfügig langsamere Übertragung wird durch den wesentlich größeren Datenumfang wettgemacht. Der Übermittlungszyklus beträgt im COM3-Modus nur rund 3ms. In dieser kurzen Zeitspanne werden Positionswert, Geschwindigkeitswert und ein Richtungsbit ausgegeben. Außerdem werden weitere Diagnosedaten zur Eigentemperatur, Vibration und Beschleunigung in drei Achsen, die das Gerät mit zusätzlichen integrierten Sensoren erfasst, parallel zu den Steuerungsdaten bereitgestellt. Sie erlauben weitreichende Schlüsse auf den Zustand des Sensors sowie der gesamten Anlage und liefern eine solide Datenbasis für bedarfsgerechte vorausschauende Wartung.
