Lagerlogistik und Maschinenbau Magnetische oder optische Längenmesssysteme im Vergleich

Präzise Längenmessung gehört zu den Grundbedingungen industrieller Produktion. Die Anforderungen an die Messsysteme sind dabei so unterschiedlich wie die Anwendungsbereiche der Sensoren. Worin unterscheiden sich magnetische und optische Messsysteme, und wann ist welches besser geeignet?

Von Michaela Wassenberg, freie Redakteurin.

Während Längenmessssysteme in der Lagerlogistik Strecken von bis zu einhundert Metern bei frostigen Bedingungen erfassen müssen, liegt die größte Herausforderung im Maschinenbau im Bereich der Genauigkeit. Häufig erschwert die Verschmutzung durch Umgebungsmedien den Messprozess zusätzlich: In der Holzbearbeitung müssen Sensoren trotz hoher Staubbelastung zuverlässig funktionieren. Bei Nassbearbeitungen in CNC-gesteuerten Fräsmaschinen sind die Sensoren dauerhaft Kühlschmierstoffen ausgesetzt (Bild 1). Die Funktion der Messsysteme, mit anderen Worten die Zuverlässigkeit der Messergebnisse, darf nicht unter Verschmutzungen wie umherfliegenden Spänen leiden.

In den letzten Jahren hat sich in der Längenmesstechnik aufgrund dieser diversen Anforderungen ein breites Produktspektrum entwickelt. Für den Endanwender ist es nicht leicht, die Orientierung am Markt zu behalten. Er tut sich bei der Auswahl eines maßgeschneiderten Systems jedoch deutlich leichter, wenn er bestimmte Eckdaten frühzeitig klärt.

Zunächst gilt zu beachten: Je genauer die Messung sein muss, desto interessanter werden optische Messverfahren. Hinsichtlich der Einsatzumgebung lässt sich folgende Grundregel aufstellen: Je stärker die Verschmutzung der Einsatzumgebung durch Stäube und Flüssigkeiten ist, desto deutlicher kommen die Vorzüge magnetischer Lösungen zum Tragen. Nach der Erfahrung von Uwe Frey aus dem Technischen Vertrieb für das Messsystem MagLine der Firma Siko ist die erforderliche Exaktheit der Messung das Schlüsselkriterium bei der Suche nach passenden Sensoren: »In erster Linie entscheidend sind die Anforderungen an die Genauigkeit. Gibt der Kunde vor, einen Bereich mit einer Toleranz von ±5 µm zu vermessen, so ergibt sich daraus ohne große Rückfragen, dass ein optisches System zum Einsatz kommt. Im magnetischen Bereich kann ein Genauigkeitsbereich von höchstens etwa ±10 µm abgebildet werden«.

Uwe Frey weist jedoch zugleich darauf hin, wieviel sich in der Vergangenheit bei magnetischen Systemen verändert hat: »Noch vor wenigen Jahren waren Werte von kleiner als ±25 µm für magnetische Systeme unerreichbar. Damit mussten hochpräzise Anwendungen zwangsläufig mittels optischer Messverfahren realisiert werden.« Neue Produktionsverfahren lassen geringere Polteilung der Messstreifen zu. Auch bei der Wiederholgenauigkeit und der umsetzbaren Achsgeschwindigkeiten ist viel erreicht worden. Der digitale Magnetsensor MSK1000 aus der Produktserie »MagLine Micro« beispielsweise kann Auflösungen von bis zu 0,2 µm realisieren und verfügt dabei über eine Wiederholgenauigkeit von ±1 µm.