Magnetiske multiturn-sensorer, der udnytter GMR-effekten (giant magnetoresistance), fungerer uden kontakt, giver absolutte positionsværdier, kræver ikke en referencekørsel og behøver ikke en strømforsyning eller et bufferbatteri til at registrere rotationerne. I mange mobile og industrielle applikationer er de derfor et praktisk alternativ til multi-turn potentiometre eller optiske enkodere.
Disse alsidige sensorer bruges nu også i robotteknologi, f.eks. i robotter til militær- eller politienheder, som f.eks. bruges til bombetrusler.

Til mange anvendelser er multiturn-vinkelsensorer baseret på konventionelle funktionsprincipper temmelig uegnede, f.eks. fordi de kræver en permanent strømforsyning, arbejder med slidstærke tandhjul eller er for komplekse og derfor for dyre til anvendelsesområdet. For at afhjælpe denne situation har Novotechnik integreret GMR-teknologi til rotationsdetektering i multiturn-sensorerne i RSM-2800-serien. De berøringsfri sensorer kan registrere og lagre 2 til 16 omdrejninger uden ekstern strømforsyning og bufferbatteri, og værdien kan indstilles. Opløsningen på det analoge interface er 16 bit. Hastigheder på op til 800 o/min er mulige. Ved hjælp af digitale grænseflader (SSI, SPI) kan der opnås en samlet opløsning på op til 18 bit (vinkel og rotation). Sensorerne er også
ekstremt nøjagtige. de typiske linearitetsafvigelser er mindre end 0,05 % over hele måleområdet. Da sensorerne også er meget robuste, kan de også bruges i en lang række offroad-applikationer. I præcisionsmanipulatoren telemax PRO fra Telerob Gesellschaft für Fernhantierungstechnik mbH registrerer de f.eks. positionen af de såkaldte flippers, som den fjernstyrede robot bevæger sig på.

Universalgeni med lang rækkevidde

"Vores telemax PRO kan bestemt beskrives som et universalgeni på grund af dens klatre- og forhindringsegenskaber, den store manipulatorrækkevidde og rækkehøjde samt de mange
værktøjer, den har om bord," forklarer Dr. Andreas Ciossek, produktchef hos Telerob. Andreas Ciossek, produkt- og innovationschef hos Telerob.
Den alsidige enhed er meget kompakt med transportmål på 800 mm lang, 400 mm bred og 750 mm høj. Uden batteri vejer den maksimalt 77 kg og når en hastighed på 10 km/t i højhastighedsversionen.
Afhængigt af underlaget kan den klare stigninger på op til 45°, klatre over 500 mm høje forhindringer eller trapper, overvinde 600 mm brede grøfter og flytte byrder på op til 20 kg med sin 7-aksede manipulator. Alt i alt gør det telemax PRO til en ideel hjælper, når det gælder om at nå potentielt farlige genstande selv i vanskelige positioner i tilfælde af en bombetrussel, f.eks. i bagagerum eller under flysæder.

De komplekse bevægelsessekvenser, f.eks. ved åbning af døre eller bagage, kan nemt styres via Tool Centre Point-styringssystemet, især fordi næsten alle typiske bevægelsessekvenser er forprogrammerede. "Værktøjsmagasinet med automatisk værktøjsskift er også praktisk.
Operatøren behøver ikke at flytte robotten tilbage, hvis der f.eks. er brug for et andet værktøj på stedet," fortsætter Ciossek. "Det sparer tid, hvilket er meget praktisk for dem, der f.eks. er ramt af en lukning af en lufthavn eller en banegård."

Præcis positionsregistrering til fjernstyring

Flipperens position, dvs. konstruktionen bestående af hjultræk og bælter, skal registreres præcist, så telemax PRO kan flyttes målrettet til anvendelsesstedet. Denne opgave udføres af de magnetiske multiturn-sensorer fra Novotechnik, som er installeret på hver af de fire drivaksler. En multiturn er egentlig ikke påkrævet til denne anvendelse, men telemax PRO viste sig at være det rigtige valg. På grund af køretøjets kompakte dimensioner er installationspladsen meget begrænset. Sensorerne er derfor
ikke monteret bag på hjulakslen, som det normalt er tilfældet, men forskudt til siden for at spare installationsplads. Til dette formål er akseldiameteren omregnet til et betydeligt mindre tandhjul til sensoren. En omdrejning af drivhjulsakslen bliver således til seks omdrejninger, som sensoren tæller for nøjagtig positionsregistrering.

Det var ikke let for specialisterne i fjernhåndteringsteknologi at vælge den rigtige sensor; en række alternativer blev testet. "I sidste ende var der mange grunde til at vælge RSM-2800," opsummerer Ciossek. "Den er meget velfungerende, og med de funktioner, vi ønskede, er det det mindste og billigste produkt, vi fandt på markedet. Med
en diameter på kun 28 mm var den nem at integrere." Funktionsprincippet passede også til anvendelsen:

Takket være GMR-effekten kan antallet af omdrejninger lagres uden strøm

Multiturn fungerer på et mikromagnetisk grundlag og udnytter GMR-effekten (giant magnetoresistance). Den observeres i strukturer, der består af skiftevis magnetiske og ikke-magnetiske tynde lag med en tykkelse på nogle få nanometer. Effekten betyder, at strukturens elektriske modstand afhænger af den indbyrdes orientering af magnetiseringen af de magnetiske lag; den er betydeligt højere med magnetisering i modsatte retninger end med magnetisering i samme retning. Denne forskel kan udnyttes til at registrere og samtidig lagre rotationer ved hjælp af et specialdesignet sensorelement med flere modstandssegmenter, selv i frakoblet tilstand. Positionsværdien udlæses f.eks. som et SSI-signal. Der findes varianter med et digitalt SPI- eller analogt interface.

RSM-2800 er også meget robust og derfor ideelt egnet til brug sammen med telemax PRO. Som standard opfylder den kravene op til beskyttelsesklasse IP67, dvs. den er støvtæt og beskyttet mod midlertidig neddykning. Derfor er der ingen problemer, når manipulatoren arbejder udendørs i regnvejr eller kører gennem en vandpyt. Stød og vibrationer forringer heller ikke dens funktion. Sensorhuset er fremstillet af temperaturbestandig plast af høj kvalitet.
Monteringsbeslag med slidsede huller muliggør nem montering og praktisk mekanisk justering. Den tilbageslagsfrie plug-in-kobling muliggør hurtig og nem installation. Sensoren er ufølsom over for snavs og fugt. Den elektriske forbindelse sker via et skærmet kabel, der er støbt ind i huset. Der fås også formonterede tilslutningsstik, f.eks. M12, til ægte plug-and-play.

Disse funktioner åbner op for en bred vifte af anvendelsesmuligheder for RSM-2800. Den kompakte multiturn-løsning kan eliminere behovet for komplekse gearkasseløsninger mange steder og dermed bidrage til at reducere de samlede omkostninger. Anvendelsesområderne omfatter trykmaskiner, driv- og styresystemer, som enkodere til tovlængde, til dør- og portdrev, i mobile maskiner, papirmaskiner, løfteplatforme eller generelt som erstatning for multiturn-potentiometre eller enkodere