Das innovative kundenspezifische Drehgebersystem Searchlight™ liefert eine echte absolute Positionsrückmeldung mehrerer kleiner, dicht gepackter Achsen für den Endeffektor eines minimal-invasiven chirurgischen Roboters. Die echte absolute Position der Drehgeber verbessert die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Gesamtsystems und erübrigt die Verwendung von Referenzachsen beim Start.
Die Herausforderung
Der Kunde benötigte eine echte absolute Positionsrückmeldung mehrerer kleiner, dicht gepackter Achsen für den Endeffektor seines minimal-invasiven chirurgischen Roboters.
Die Lösung
Dafür wurde das innovative kundenspezifische Drehgebersystem Searchlight™ entwickelt. Dieser neue optische Absolutwertgeber nutzt eine VCSEL-Laserquelle, einen keilförmigen Spiegel und eine einzigartige, ringförmige Detektoranordnung, um eine echte absolute Position in einer extrem kleinen, axialen Konfiguration zu liefern. Die Lichtquelle sitzt stationär in der Mitte des Rings und beleuchtet den auf einer rotierenden Welle positionierten Spiegel. Der Spiegel reflektiert das Laserlicht an einer bestimmten Stelle wieder auf den Ringdetektor. Während sich die Welle dreht, schwingt der reflektierte Strahl um den Ringdetektor und erzeugt ein sinusförmiges elektrisches Signal pro Umdrehung. Diese Sinuskurve wird dann 65.536 mal interpoliert, was eine Auflösung von 0,0055° ergibt.
Der Vorteil
Die kompakte Bauweise führt zu einer deutlichen Verkleinerung von Größe und Gewicht jeder Achse, der Möglichkeit, mehrere Achsen in eine sehr dichte Konfiguration zu packen, sowie großzügigen Ausrichttoleranzen zwischen Sensor und Spiegel. Darüber hinaus können die Drehgeber extrem motornah installiert werden, ohne von ihren Magnetfeldern beeinflusst zu werden. Die echte absolute Position von diesem Drehgeber erübrigt die Verwendung von Referenzachsen beim Start oder bei einer Unterbrechung der Stromversorgung während einer Operation, während sich die Endeffektoren des Roboters im Patienten befinden. Obwohl es sich hierbei nicht um eine Hochgeschwindigkeitsanwendung handelte, ermöglicht die 50-kHz-Bandbreite des Detektors, dass dieser Drehgeber Geschwindigkeiten bis zu 10.000 U/min erreicht.
Technische Daten
| Leiterplattendurchmesser | 20 mm |
| Spiegeldurchmesser | 4,5 mm |
| Leistung | Kundenspezifische serielle Schnittstelle |
| Resolution | 65,536 CPR (19.8 arc-sec; 95.9 µrad) |
| Maximum Speed | 10,000 RPM |
| Alignment Tolerances | +/-250µm Axial and Radial, +/-1° Tilt |
