Post on 18-Mar-2016
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Drehgeber 200156 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R
Bei einer Anwendung als Ein- oder Zwei-kanal-Drehgeber können die nicht benötigtenAusgangssignale weggelassen werden.
EINKANAL-DREHGEBER
Meßsignale
Phasen-versatz
Kanal A
Kanal B
Kanal N
Referenzimpuls(Nullsignal)
Ausgangssignale rechtsdrehend (cw)bei Blick auf die Welle
Auswertungsmöglichkeiten bei Zwei-/Dreikanal-Drehgebern
Meßschritt
In der Folgeelektronik kann die Auflösungeines Zwei-/Dreikanal-Drehgebers verdop-pelt oder vervierfacht werden.So kann die Auflösung eines Drehgebers mit
Alle inkrementalen HENGSTLER-Drehgeberder neuen Generation mit Opto-ASIC sindDreikanal-Drehgeber.
Hierbei handelt es sich im Prinzip um einenZweikanal-Drehgeber, der auf einem drittenKanal (N) pro Umdrehung des Gebers einenImpuls liefert. Dieser Impuls wird z.B. für dieexakte Erfassung eines Referenzpunktes
Dieser Drehgeber arbeitet mit zwei Abtast-systemen und gibt die erzeugten Impulse aufzwei Ausgangskanälen (A und B) aus.Die Ausgangsimpulse beider Kanäle sind um90° phasenversetzt. Aus diesem Phasen-versatz kann eine nachgeschaltete Elektronik
Einkanal-Drehgeber besitzen nur einenAusgangskanal (A). Sie werden überall dorteingesetzt, wo auf eine Drehrichtungser-
AUSWERTUNG
AUSGANGSSIGNALE
HENGSTLER-DREHGEBER
DREIKANAL-DREHGEBER
ZWEIKANAL-DREHGEBER
kennung verzichtet werden kann, z.B. beiaddierenden oder subtrahierenden Zählernoder Tachometern.
die Drehrichtung des Gebers ableiten. DerZweikanal-Drehgeber wird überall dort ein-gesetzt, wo eine Drehrichtungserkennungnotwendig ist, z. B. bei Vor-/Rückzählern oderPositionierungen.
benötigt. Er wird als Null- oder alsReferenzsignal bezeichnet. Drehgeber mitNullsignal werden sehr häufig in Positionier-systemen eingesetzt.
Die Drehgeber liefern zwei um 90° el. pha-senversetzte Rechteckimpulse A und B. Zusätzlich wird ein Referenzimpuls N (Null-signal) erzeugt.
Zur Unterdrückung von Störimpulsen erzeugenbestimmte Ausgangsschaltungen (RS 422und Gegentakt antivalent) invertierte Signale(A, B, N), z. B. bei den Typen RI 30, RI 36, RI 58, RI 58-H, RI 58-D, RI 76 TD.Als Meßschritt ist der Wert zwischen zweiImpulsflanken von A und B definiert.
2500 Strichen/Umdrehung elektronisch auf5000 oder 10000 Impulse/Umdrehung erhöhtwerden (vgl. untenstehende Skizze).
57D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001
Drehzahl, Schutzart
Alle Drehgeber der Industrietypen RI 30, RI 36,RI 58, RI 58-H, RI 58-D, RX 70-I und dieAbsolutgeber RA 58 erfüllen, soweit nichtanders angegeben, die Schutzart IP 65 nachEN 60529 und IEC 529.Diese Angaben gelten für Gehäuse und Kabel-ausgang, sowie für Gerätesteckverbinder imgesteckten Zustand.Der Welleneingang erfüllt die Schutzart IP 64.Bei vertikalem Einbau des Drehgebers darfjedoch kein stehendes Wasser am Wellen-eingang und Kugellager sein.Falls die Standard-Schutzart IP 64 für denWelleneingang nicht ausreichend ist, z.B. bei
Zulässige Drehzahl in Abhängigkeit von Strichzahlund Impulsfrequenz des Drehgebers
SCHUTZART
DREHZAHL Die maximal zulässige Drehzahl eines Dreh-gebers ergibt sich aus:
• der mechanisch zulässigen Drehzahl,• dem für die Folge-Elektronik minimal
zulässigen Flankenabstand der RechteckAusgangssignale des Drehgebers, der sichaus der Toleranz des Phasenversatzes ergibt,
• der Funktionsdrehzahl, die durch dieImpulsfrequenz begrenzt ist.
Die mechanisch zulässige Drehzahl ist fürjeden Drehgeber unter den mechanischenKennwerten angegeben.
Die Steuerungs-Elektronik läßt in der Regelnur einen bestimmten minimalen Flanken-abstand zwischen den Rechteck-Ausgangs-signalen zu. Der minimale Flankenabstandist für jeden Drehgebertyp unter den elek-trischen Kennwerten angegeben.
Die Funktionsdrehzahl eines Drehgebersergibt sich aus der Formel:
nmax = fmax · 103 · 60 / Z
nmax = maximale Funktionsdrehzahl [min-1]f max = maximale Impulsfrequenz des Dreh-
gebers bzw. Eingangsfrequenz derFolge-Elektronik [kHz]
z = Strichzahl des Drehgebers
vertikalem Drehgebereinbau, sollten die Dreh-geber durch zusätzliche Labyrinth- oder Topf-Dichtungen geschützt werden.
Auf Anfrage sind die Drehgeber auch mit derSchutzart IP 67 für Welleneingang undGehäuse lieferbar.
Drehgeber 200158 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R
Anflanschbeispiele
S = Synchroflansch
Q = Quadratflansch
Flanschadapter Klemmflansch
Montage über Befestigungsgewinde Montage über Befestigungswinkel
FLANSCHÜBERSICHT
DREHGEBERMIT KLEMMFLANSCH
Die Drehgeber mit Klemmflansch bieten folgende Anbaumöglichkeiten:• über diverse Flanschadapter (siehe Zubehör)• über den Klemmflansch selbst• über die stirnseitig angebrachten Befestigungsgewinde• über einen Befestigungswinkel (siehe Zubehör).
Das Drehgebergehäuse wird über den Klemmflansch zentriert.
K = Klemmflansch
R = Rundflansch
59D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001
Anflanschbeispiele
Montageglocke
Befestigungsexzenter
BefestigungswinkelMontage über Befestigungsgewinde
Montage über Befestigungsgewinde Befestigungswinkel
DREHGEBER MIT RUNDFLANSCH
DREHGEBER MIT QUADRATFLANSCH
Die Drehgeber mit Rundflansch bieten zwei Anbaumöglichkeiten:• über die stirnseitig angebrachten Befestigungsgewinde• über einen Befestigungswinkel.
Die Zentrierung des Drehgebers erfolgt über den Zentrierbund am Flansch.
Die Drehgeber mit Quadratflansch bieten zwei Anbaumöglichkeiten:• über das durchgehende Befestigungsgewinde in Front- oder Rückwandmontage• über einen Befestigungswinkel.
Die Zentrierung des Drehgebers erfolgt über den Zentrierbund am Flansch.
DREHGEBER MIT SYNCHROFLANSCH
Die Drehgeber mit Synchroflansch bieten zwei Anbaumöglichkeiten:• über den Synchroflansch und drei Befestigungsexzenter (siehe Zubehör)• über die stirnseitig angebrachten Befestigungsgewinde.
Die Zentrierung des Drehgebers erfolgt über den Zentrierbund am Flansch.
Drehgeber 200160 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R
Anflanschbeispiele
DREHGEBER MIT HOHLWELLE(RI 58-H)
a) Montage mit Schrauben1 Hohlwellendrehgeber2 B-seitiges Antriebswellenende3 Befestigungsschrauben (M4)
b) Montage mit Befestigungsexzentern1 Hohlwellendrehgeber2 B-seitiges Antriebswellenende3 Befestigungsexzenter4 Befestigungsschrauben
Montage der Variante F, D (Klemmwelle)
1 Drehmomentfeder2 Klemmring mit Kreuzschlitzschraube3 Zylinderstift4 Antriebswelle
Montage der Variante E (Endwelle)
1 Drehmomentfeder2 O-Ring3 Zylinderstift4 Antriebswelle mit Gewindebohrung5 M4-Schraube mit Federring6 Abdeckkappe
DREHGEBER MIT VOLLWELLE Die wellenseitige Ankopplung der Drehgber mit Vollwelle erfolgt über eine Kupplung.Die Kupplung gleicht Axialbewegungen und Fluchtungsabweichungen zwischen Drehgeberund Antriebswelle aus und vermeidet so eine zu große Lagerbelastung der Drehgeberwelle.Weiteres siehe “Zubehör”.
DREHGEBER MIT HOHLWELLE(RI 58-D/G)
61D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001
AusgängeRS 422
Kennbuchstabe R = RS 422 + Alarm3) (bei UB = 5/10...30 VDC)T = RS 422 + Sense4) (nur bei UB = 5 VDC)
Ausgangssignale rechtsdrehend (cw) bei Blick auf die Welle
Schaltzeiten bei 1,5 m Kabel
≤ 100 ns ≤ 100 nsImpulsformTastverhältnis 1:1Toleranz1) ± 25° elektrischImpulsfrequenz max. 300 kHzAusgangsspannung 0... + 5 VDC 2)
Ausgangspegel H ≥ 2,5 VDC/L ≤ 0,5 VDC (TTL-Pegel)Ausgangsbelastung max. ± 30 mAKurzschlussfestigkeit bei UB = 5 VDC: jeweils nur 1 Kanal für max. 1 s
(Standard RS 422-Treiber)bei UB = 10...30 VDC: alle Kanäle voll kurzschlussfest durch integrierte Regelung
Verpolschutz von UB bei UB = 5 VDC: neinbei UB = 10...30 VDC: ja
AUSGANGSSCHALTUNG
TECHNISCHE DATEN
KABELLÄNGE abhängig von Ausgangsspannung und Frequenz (bei 25°C) 1):Länge RS 42210 m 5 VDC, 300 kHz50 m 5 VDC, 300 kHz
100 m 5 VDC, 300 kHz
Ausgang empfohlene Eingangsbeschaltung
Rechteck-Impulsfolgen(TTL) für die Kanäle A, B,N und deren invertierte Signale A, B, N
1) Kabelschirm:- bei RI 32, 38, 42 nicht vorhanden, - bei RI 30, 36, 58, 59, 76 und RX 70 geberseitig mit Gehäuse verbunden
1) Abstand A zu B mindestens 0,45 µs (bei 300 kHz) 3) Beschreibung siehe Ausgänge - Alarm2) auch bei UB = 10...30 VDC 4) Beschreibung siehe Ausgänge - Sense
1) bezogen auf das Original Hengstler-Kabel
Drehgeber 200162 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R
AusgängeGegentakt
Kennbuchstabe K = Gegentakt, 10 mA bei UB = 5 VDC oder Gegentakt, 30 mA bei UB = 10...30 VDCD = Gegentakt, 30 mA bei UB = 5 VDC
Ausgangssignale rechtsdrehend (cw) bei Blick auf die Welle
Schaltzeiten ≤ 100 ns (5 V, Gegentakt D)bei 1,5 m Kabel ≤ 250 ns (5 V, Gegentakt K)
≤ 2 µs (10...30 V, Gegentakt K)ImpulsformTastverhältnis 1:1Toleranz1) ± 25° elektrischImpulsfrequenz max. 300 kHz (siehe Kabellänge)Ausgangsspannung 0... + UB
Ausgangsspegel K K DGegentakt (10...30 V) Gegentakt (5 V) Gegentakt (5 V)H ≥ UB -3V H ≥ 2,5 V H ≥ 2,5 VL ≤ 2 V L ≤ 0,5 V L ≤ 0,5 V
Ausgangsbelastung max. ± 30 mA ± 10 mA ± 30 mAKurzschlussfestigkeit alle Kanäle alle Kanäle 1 Kanal 2)
Verpolschutz von UB ja ja nein
AUSGANGSSCHALTUNG
TECHNISCHE DATEN
1) Kabelschirm:- bei RI 32, 38, 42 nicht vorhanden- bei RI 41, geberseitig nicht mit Gehäuse verbunden- bei RI 30, 36, 58, 59, 76 und RX 70 geberseitig mit Gehäuse verbunden
Rechteck-Impulsfolgen (TTL oder HTL) für die Kanäle A, B, N
KABELLÄNGE abhängig von Ausgangsspannung und Frequenz (bei 25°C) 1):Länge Gegentakt (K) Gegentakt (D) Gegentakt (K)
5 VDC, 10 mA 5 VDC, 30 mA 10...30 VDC, 30 mA10 m 300 kHz 300 kHz 12 VDC, 200 kHz
24 VDC, 200 kHz30 VDC, 200 kHz
50 m 300 kHz 12 VDC, 200 kHz24 VDC, 200 kHz30 VDC, 100 kHz
100 m 300 kHz 12 VDC, 200 kHz24 VDC, 100 kHz30 VDC, 50 kHz
Ausgang empfohlene Eingangsbeschaltung
1) Abstand A zu B mindestens 0,45 µs (bei 300 kHz)2) jeweils nur 1 Kanal für max. 1 s
1) bezogen auf das Original Hengstler-Kabel
63D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001
AusgängeGegentakt antivalent
Kennbuchstabe I = Gegentakt antivalent (bei UB = 10...30 V)Ausgangssignale rechtsdrehend (cw) bei Blick auf die Welle
Schaltzeiten bei 1,5 m Kabel
≤ 2 µs ≤ 2 µsImpulsformTastverhältnis 1:1Toleranz1) ± 25° elektrischImpulsfrequenz max. 200 kHz (siehe Kabellänge)Ausgangsspannung 0... + UB
Ausgangspegel H ≥ UB -3 V/L ≤ 2 VAusgangsbelastung max. ± 30 mAKurzschlussfestigkeit alle Kanäle voll kurzschlussfest
durch integrierte RegelungVerpolschutz von UB: ja
Ausgang empfohlene Eingangsbeschaltung
abhängig von Ausgangsspannung und Frequenz (bei 25°C) 1):Länge Gegentakt antivalent10 m 12 VDC, 200 kHz
24 VDC, 200 kHz30 VDC, 200 kHz
50 m 12 VDC, 200 kHz24 VDC, 50 kHz30 VDC, 25 kHz
100 m 12 VDC, 150 kHz24 VDC, 25 kHz30 VDC, 12 kHz
TECHNISCHE DATEN
KABELLÄNGE
1) Kabelschirm geberseitig mit Gehäuse verbunden
Rechteck-Impulsfolge(HTL) für die Kanäle A, B, N und deren invertierte Signale A, B, N
1) Abstand A zu B mindestens 0,7 µs (bei 200 kHz)
1) bezogen auf das Original Hengstler-Kabel
Drehgeber 200164 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R
5 mA
AusgängeAlarm
Die Drehgeber sind mit einer Überwachungselektronik ausgestattet, die wesentlicheBetriebsfehler über einen eigenen Alarm-Ausgang meldet.Der Alarmausgang kann zur Ansteuerung einer optischen Anzeige (LED; Schaltung siehe oben)oder der Steuerung (SPS o.ä.) dienen.Ebenso können die Alarmausgänge mehrerer Geber durch Parallelschaltung zu einem gemein-samen "Systemalarm" zusammengeschaltet werden. Folgende Fehler werden gemeldet:
Kategorie I Kategorie II Kategorie III- Glasbruch - Übertemperatur - Spannungsbereich
1 VDC < U < 4 VDC- Defekt LED - Überlast z. B. - Spannungseinbruch auf
durch Kurzschluss den Versorgungsleitungen- Verschmutzung
Ausgang NPN - Offener KollektorAusgangsbelastung max. 5 mA/24 V bei UB = 5 VDC
5mA/32 V bei UB = 10...30 VDCPegel Ausgang aktiv (Fehlerfall): L ≤ 0,7 VDC
Ausgang inaktiv: hochohmig (H-Pegel ggf. über externen Pull-Up-Widerstand)
Fehlermeldezeit ≥ 20 ms
AUSGANGSSCHALTUNG
TECHNISCHE DATEN
FUNKTION
Fehler der Kategorie I sind nicht behebbar, ein Austausch des Gebers ist notwendig.
Fehler der Kategorie II werden mit Hilfe einer thermischen Überwachungseinheit in derElektronik erkannt. Die Fehlermeldung erlischt nach Beseitigung der Ursache für dieTemperaturerhöhung.
Fehler der Kategorie III zeigen eine unzureichende Spannungsversorgung an. In dieserKategorie werden auch kurzzeitige Störungen der Spannungsversorgung, z.B. infolge vonelektrostatischen Entladungen, gemeldet, die die Ausgangssignale verfälschen können.Abhilfe erfolgt durch Abstellen des Störungseinflusses, z.B. durch sorgfältige Wahl derKabelführung.
65D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R Drehgeber 2001
AusgängeSense bei RS 422 (T)
1) Spannungsabfall durch lange Leitungen2) Automatische Nachregelung der Ausgangsspannung
(nur bei Netzgeräten mit Sense-Eingang)
Die Sense-Leitungen ermöglichen die Messung der tatsächlichen Geberspannung (ohne dieVerfälschung durch Spannungsabfall infolge Versorgungsstrom und Kabelwiderstand).Durch den Spannungsabfall auf den Leitungen der Versorgungsspannung ist die Geber-Eingangsspannung Uin kleiner als die vom Netzgerät ausgegebene Spannung Uout.Am Geber wird nun die anliegende Eingangsspannung Uin auf die Leitungen Sense VCC undSense GND ausgegeben und als Information zum Netzgerät zurückgeführt.Der Eingangswiderstand Ri am Netzgerät sollte mindestens 22 MOhm sein, so daß auf diesenLeitungen kein Spannungsabfall auftritt.Bei Netzgeräten mit Sense-Eingang kann nun die Ausgangsspannung Uout automatisch nach-geregelt werden.
AUSGANGSSCHALTUNG
FUNKTION
Drehgeber 200166 D R E H G E B E R Z Ä H L E R R E G L E R A N Z E I G E R R E L A I S D R U C K E R A B S C H N E I D E R
Übersicht Codetabelle für Inkrementale Drehgeber
1) CONIN, BINDER, MIL und KPT sind Bezeichnungen der geberseitigen Flanschdosen mit Stiften2) nur bei Anschluss TPE-Kabel (E, F)3) nur bei Anschluss Kabel (A, B, E, F) und abweichend vom Standard (1,5 m bzw. 1,0 m + Stecker);
Sonderlängen bei größeren Stückzahlen auf Anfrage4) RI 76 siehe Kapitel RI 76
Beispiel: RI 58-H/5000ES.37KB-D0
Typ: RI 58-HStrichzahl: 5000
E: Versorgungsspannung: 10...30 VDC=S: Flanschart: Synchroflansch3: Schutzart: IP 647: Wellendurchmesser 12 mmK: Ausgangsschaltung: Gegentakt kurzschlussfest + AlarmB: Anschlussart: PVC-Kabel, radialD0: Kabellänge: 3,0 m
TypenbezeichnungRI 30, 32, 36, 38, 41, 42, 58, 59, RX 70, RI 76 4)
Schutzart 1 IP 40 (Gehäuse IP 50) 4 IP 64 (Gehäuse IP 65)3 IP 64 (Gehäuse IP 64) 7 IP 67 (Gehäuse IP 67)
X Sonderausführung
Welle 0 4 mm1 6 mm2 10 mm3 7 mm4 5 mm5 6,35 mm6 9,52 mm7 12 mm
8 6 x 19,5 mm9 14 mmA = 10 mm x 25 mmB = 9,52 mm x 25 mmC = 8 mmD = 15 mmX Sonderausführung
Strichzahl
VersorgungsspannungA 5 VDCE 10 …30 VDC
FlanschartA Synchroflansch-AdapterD Synchroflansch mit Durchgangswelle, Klemmring vorneE Synchroflansch mit EndwelleF Synchroflansch mit KlemmwelleG Quadratflansch-Adapter; 80 x 80 mmH Synchroflansch mit Durchgangswelle, Klemmring hintenK Klemmflansch (M3 Befestigungsgewinde)L Klemmflansch (M4 Befestigungsgewinde)M Synchroklemmflansch; ∆ 63,5 mmQ Quadratflansch; 63,5 x 63,5 mmR RundflanschS SynchroflanschX Sonderausführung
AusführungD Hohlwelle direktH Hohlwelle mit AusgleichselementO StandardT Hochtemperatur I Inkremental (nur bei RX 70)
Ausgang D Gegentakt 5 V DC=, 30 mAI Gegentakt, antivalent + AlarmK Gegentakt, kurzschlussfest + AlarmR RS 422 + AlarmT RS 422 + SenseX Sonderausführung
AnschlussA PVC-Kabel, axialB PVC-Kabel, radialC CONIN 1) 12pol., axial, rechtsdrehendD CONIN 1) 12pol., radial, rechtsdrehendE TPE-Kabel, axialF TPE-Kabel, radialG CONIN 1) 12pol., axial, linksdrehendH CONIN 1) 12pol., radial, linksdrehendJ BINDER 1) – 6polig radialK MIL 1) – 10polig radialL MIL 1) 7pol., radialM MIL 1) 6pol., axialN BINDER 1) 6pol.,axialO MIL 1) 10pol., axialP MIL 1) 7pol., axialQ MIL 1) 6pol., radialR MIL 1) 10pol., US axialT MIL 1) 10pol., US radial1 KPT 1) 12-8P, axial2 KPT 1) 12-8P, radialX Sonderausführung
- / . - -
Kabellänge 3) (entfällt bei Standard)D Ø = 3 mF Ø = 5 mK Ø = 10 m
Stecker 2)
(entfällt bei Standard: Kabel mit Litze verzinnt)A Souriau-Kupplung, BuchseB VDW-Stecker, rechtsdr., StifteC CONIN-Stecker, rechtsdr., StifteD CONIN-Kupplung, linksdr., StifteE VDW-Kupplung, linksdr., StifteS Sonderausführung