MiniCODER comfort

MiniCODER comfortGEL 2444K Drehzahl- und Positionssensor mitSin/Cos- und Referenz-Ausgang

Technische Information Stand 2015-12

... automates motion.

LENORD+BAUER

Internet: www.lenord.comE-Mail: [email protected]

Telefon: +49 208 9963–0Telefax: +49 208 676292

Lenord, Bauer & Co. GmbHDohlenstraße 3246145 Oberhausen, GermanyD

S21

-244

4K

MiniCODER comfort mit axialem Kabelabgang

Allgemeines

Die Messeinheit besteht aus einem Sensor und einemPräzisionsmesszahnrad zum Anbau an Wellen mit ei-nem Wellendurchmesser von 8 mm bis über 500 mm

Drehzahl und Positionserfassung durch berührungsloseAbtastung von Präzisionsmesszahnrädern mit magneto-resistiven Sensorelementen

Ausgangssignale sind zwei um 90° phasenversetzte si-nusförmige Signale zur Richtungserkennung (Spuren 1und 2) und deren inverse Signale wahlweise mit Refe-renzimpuls (Spur N).

Hohe Auflösung und Genauigkeit des inkrementellenHohlwellen-Messsystems durch Interpolation der Sen-sorsignale

Zertifikat Safety integrated

Eigenschaften

Ausgangssignal 1 VSS Differenzsignalmit hoher Signalgüte (sin/cos)

Frequenzbereich von Drehzahlmessbereich von 0 ... 100.000 min-1

Temperaturbereich -40 °C … +120 °C Schutzklasse IP 68

Vorteile

Einfache Montage durch Amplitudenregelung (optional) Extrem robust durch Vollverguss des MiniCODERs Geringe Temperaturdrift und hohe Signalgüte durch

Einsatz optimierter GMR Sensorik Höchste Störsicherheit durch komplett geschirmtes Me-

tallgehäuse Neue tangentiale Kabelabgänge ermöglichen neue In-

tegrationsmöglichkeiten des Sensors Kundenspezifische Fertigung von Präzisionsmesszahn-

rädern zur einfachen Implementierung

Einsatzgebiet

Werkzeugmaschinenbau- Positions- und Drehzahlerfassung in HSC-Spindeln

(High Speed Cutting)- Elektronische Synchronisation von Schraubenspin-

deln in Vakuumpumpen- Positions- und Drehzahlerfassung in Fräs- und

Schleifspindeln Drehzahl- und Positionsmessung in Prüfständen, Moto-

ren (Hybridantrieben, Torquemotoren)

http://www.lenord.com

mailto:[email protected]

Beschreibung

2 Lenord, Bauer & Co. GmbH DS21-2444K (2015-12)

Aufbau

Die MiniCODER sind vorgesehen für die berührungsloseMessung von Rotationsbewegungen vorwiegend in Ma-schinen, Getrieben, Motoren oder Hochgeschwindigkeits-spindeln.Für die Erfassung rotatorischer Bewegungen bilden Mini-CODER und Präzisionsmesszahnräder eine Einheit.Der MiniCODER tastet das Messzahnrad aus ferromagne-tischem Material ab. Der MiniCODER besitzt ein Magnet-feld, das durch das rotierende Messzahnrad verändertwird. Die Sensorik erfasst die Magnetfeld-Änderung unddie integrierte Elektronik setzt diese in sinusförmige Aus-gangssignale um.

Signalmuster

Ausgangssignale sind zwei um 90° phasenversetzte Si-nus-/Cosinussignale zur Richtungserkennung (Spuren 1und 2) und deren inverse Signale, Signalmuster K.

1

1

2

2

NN

N* Referenzsignal (Spur N) optional

Referenzmarke

Zur Auswertung eines Referenzsignals ist eine Referenz-marke am Messzahnrad erforderlich (siehe → Seite 7).Die Position der Referenzmarke bestimmt die Phasenlagedes Referenzsignals zu den Spursignalen.Der MiniCODER comfort wertet folgende Referenzmarkenaus: Fahne, Nut, Zahn (1).

Interne Regelung

Der MiniCODER comfort kann ohne interne Regelung (Typ1) oder mit interner Regelung (Typ R) geliefert werden.Durch die interne Regelung gleicht der MiniCODERSchwankungen der Sin/Cos-Amplituden bei Änderungenvon Luftspalt und Temperatur ab. Das verringert den Mon-tageaufwand erheblich. Eine Nachjustage des MiniCO-DERs zur Optimierung der Signale entfällt.

Kabelabgang

Der MiniCODER comfort ist mit folgenden Kabelabgängenlieferbar:

radial R axial Gtangentialrechts T

tangentiallinks L

Modul

Der MiniCODER muss passend zum Modul des Mess-zahnrads bestellt werden (siehe → Seite 7).Wählbare Module: 0,3 / 0,5 / 1,0 .

Anschlussausführung

Folgende Anschlussausführungen sind lieferbar:1. offenes Kabelende Typ K2. 17-polige Einbaudose M23 (Stiftteil) Typ N3. 17-polige Einbaudose M23 (Stiftteil) Typ M

Kabellänge

Bei der Anschlussausführung K (Kabelende offen) stehen4 Kabellängen zur Auswahl: 30, 150, 250, 600 cm. BeiKonfektionierung der Anschlussleitung mit Einbaudose istdie Kabellänge in cm anzugeben.Nähere Angaben zu Kabeltyp und Eigenschaften sieheTechnisch Daten (→ Seite 3).

Kabel für Temperaturfühler (2 m)

Auf Wunsch wird bei Lieferung der Anschlussausführun-gen M und N das Kabel für den Temperaturfühler an dieEinbaudose angeschlossen (siehe → Seite 9).Kabeltyp TEFLON Kabel, 2 x 0,14 mm2

Außendurchmesser: 2,8 mm (± 0,1)Min. Biegeradius: 20 mm

(1) Für Neukonstruktion empfohlen

Technische Daten

DS21-2444K (2015-12) Lenord, Bauer & Co. GmbH 3

GEL 2444K␣␣␣3 GEL 2444K␣␣␣5 GEL 2444K␣␣␣1

Messzahnrad

Modul 0,3 0,5 1,0

Breite der Messspur ≥ 4,0 mm

Material ferromagnetischer Stahl

Referenzmarke Fahne, Nut, Zahn (1)

Geometrische Daten

Mittenabstand zwischen Sensorelementen (A/Bund N)

6 mm

Abstand Montagefläche zu Sensorelement A/B 9,5 mm

Zulässiger Luftspalt 0,15 mm ± 0,02 mm 0,20 mm ± 0,03 mm 0,5 mm ± 0,03 mm

Elektrische Daten

Versorgungsspannung UB 5 V DC ± 5%, verpolungsgeschützt, überspannungsge-schützt

Ausgangspegel 1 VSS Differenzsignal

Ausgangssignal zwei um 90° versetzte Sinussignale und deren inverseSignale, kurzschlussfest; Option: Referenzimpuls

Ausgangsfrequenz 0…200 kHz (2)

Leistungsaufnahme ohne Last ≤ 0,3 W

Elektromagnetische Verträglichkeit EN 61000–6–1 bis 4

Isolationsfestigkeit 500 V, nach EN 60439–1

Mechanische Daten

Masse 30 g

Gehäusematerial Zink-Druckguss

Arbeitstemperaturbereich -30 °C … +85 °C

Betriebs– und Lagertemperaturbereich -40 °C … +120 °C

Schutzart IP 68

Vibrationsfestigkeit 200 m/s2, nach DIN EN 60068-2-6

Schockfestigkeit 2000 m/s2, nach DIN EN 60068-2-27

Elektrischer Anschluss

Aderzahl x Aderquerschnitt 9 x 0,15 mm2

Max. zulässige Kabellänge 100 m (3)

Kabeldurchmesser 5 mm

Min. Biegeradius 25 mm

(1) Für Neukonstruktion empfohlen(2) bei einer Leitungskapazität von 5 nF(3) Spannungsabfall auf der Versorgungsleitung beachten

Maßbild


Maßbilder GEL 2444K

mit radialem Kabelabgang 12.8

3.75

37.5

5

21.4

17.5

15.5

ø 5

7.75

27

4 -0.05-0.1

1

4.5

mit axialem Kabelabgang

3.75

37.5

5

21.4

17.5

15.5

ø 5

7.75

2711

.65

4 -0.05-0.1

1

12.8

4.5

mit tangentialem Kabelabgangrechts oder links

4.5

3.757.

75

27

37.5

Ø 5

10.5

15.7

21.4

17.5

15

4 -0.05-0.1

15.5

Maßbild


Bohrbild und Einbaumaße

d

ba

g

mn

90° ± 5.7ʹ

A

A0.01 4 H7 (2 tief/deep)

27 ± 0.1

18

7

M 4

r a -

1

r a

alle Maße in mm

a Breite der Messspur: ≥ 4,0 mm

b Abstand Montagefläche zu Zahnrad: abhängig von Geometrie des Messzahnrads (z.B. Breite der Messspur)

d Luftspalt: abhängig vom Modul (siehe Luftspalttabelle)

g Breite des Messzahnrads

m Abstand Montagefläche zu Mitte der Messspur: abhängig der von Geometrie des Messzahnrads

n Abstand Messspur (1/2) zu Referenzspur (N): abhängig der von Geometrie des Messzahnrads

ra = da/2 (mit da = Kopfkreisdurchmesser des Zahnrads)

Einbaumaße für Standard-Messzahnräder

Maß ZA- ZAN ZAZ

g 4 10 10

a1/2 4 4 6

aN - 4 4

b 7,5 7,5 7,5

m 9,5 ± 0,5 9,5 ± 0,5 10,5 ± 0,5

alle Maße in mmPosition der Sensorelemente: c1 = 9,5 mm; c2 = 6 mm

ZA- ZAN ZAZ

a1/2

g

a1/2

aNaN

a1/2

c1c2

gg

bb b

c1c2

c1

Luftspalttabelle

Typ Modul Luftspalt d, Einstellmaß ± Abstandstoleranz

3 0,3 0,15 mm ± 0,02 mm

5 0,5 0,20 mm ± 0,03 mm

1 1,0 0,5 mm ± 0,03 mm

Zur Erleichterung der Montage wird dem MiniCODER eine entsprechende Abstandslehre beigelegt.

Typenschlüssel


Typenschlüssel GEL 2444K

SignalmusterK Sin/Cos-Signale 1 VSS

Referenzmarke– ohneN Fahne (nur für Modul 0,3 oder 0,5)M NutZ Referenzzahn (empfohlen)

Interne Regelung1 ohne interne RegelungR mit interner Amplitudenregelung

KabelabgangR radialG axialT Tangential, Kabelabgang rechts (bei Blick auf die Montagefläche)L Tangential, Kabelabgang links (bei Blick auf die Montagefläche)

Modul1 Abtastung von Messzahnrädern mit Modul M = 1 (nur mit Referenzmarke M oder Z)3 Abtastung von Messzahnrädern mit Modul M = 0,35 Abtastung von Messzahnrädern mit Modul M = 0,5

AnschlussausführungK Kabelende offen (feste Länge: 30, 150, 250 oder 600 cm)N 17-pol. Einbaudose, gerade, mit EMV- Schirmung, Zugentlastung und Abdichtung, IP 67 (ge-

steckt) (1)

M 17-pol. Winkeleinbaudose, mit EMV- Schirmung, Zugentlastung und Abdichtung, IP 67 (ge-steckt) (1)

Kabellänge L Angabe in cm: 030, 150, 250 oder 600

Kabel für Temperaturfühler (2 m)– ohneM mit

2444 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Kabelabgang radial R Kabelabgang axial G Kabelabgang tangential rechts T Kabelabgang tangential links L

(1) (Kabellänge in cm angeben)

Erläuterungen zum Messzahnrad


Messzahnräder

Für die Erfassung rotatorischer Bewegungen bilden Mini-CODER zusammen mit Messzahnrädern eine Einheit. DieMesszahnradgröße und damit der Durchmesser hängendirekt vom Modul und der Anzahl der Zähne ab.

Standard-Messzahnräder

Standard-Messzahnräder sind kurzfristig ab Werk lieferbar.Spezifikationen und Ausführungen siehe „Technischen In-formationen ZAx / ZFx“.

Kundenspezifische Messzahnräder

Kundenspezifische Messzahnräder werden auf Kunden-wunsch individuell gefertigt. Senden Sie uns bitte eineKonstruktionszeichnung ihres Messzahnrades (möglichstals dxf-Datei) an [email protected].

Referenzmarken

Der MiniCODER kann Referenzmarken der Form Nut,Fahne oder Zahn detektieren. Der erfasste Impuls kannzum Referenzieren der Position eingesetzt werden. Diesist zum Beispiel für das automatische Wechseln einesWerkzeuges an einer Fräs- oder Schleifspindel erforder-lich.Die Auswahl der Referenzmarke wird durch Größe undDrehzahl des eingesetzten Messzahnrads bestimmt, dabeide Größen die auf die Referenzmarke wirkenden Kräftebeeinflussen. Bei Neukonstruktionen empfehlen wir denEinsatz eines Messzahnrads mit Referenzmarken-Variante„Z“.

Referenzmarke N – Fahne

Eine im Messzahnrad integrierte Metallfahne, deren Positi-on genau zwischen zwei Zähnen liegt, wird detektiert. Die

Fahne muss aus ferromagnetischem Material bestehenund darf nicht über den Kopfkreis des Messzahnrads hi-nausragen. Aufgrund der auf die Referenzfahne wirkendenKräfte ist der Einsatz dieser Variante nur in einem eng be-grenzten Drehzahlbereich zulässig.

Referenzmarke M – Nut

Bei Drehzahlen über 30.000 min-1 ist ein Messzahnrad mitReferenznut einsetzbar. Der MiniCODER detektiert die Re-ferenznut, die zwischen zwei Zähnen sitzt. Aus techni-schen Gründen wird dieses Messzahnrad aus zwei Teilenzusammengefügt.

Referenzmarke Z – Zahn auf Zahn

Diese Messzahnräder sind aus einem Stück gefertigt. Aufeiner Seite werden die Zähne bis auf einen Zahn weggef-räst. So entsteht die Referenzspur mit einem Zahn, der de-tektiert wird. Drehzahlen über 100.000 min-1 sind zulässig.

Modul

Der Modul ist ein Verzahnungsmaß für Zahnräder und be-schreibt den Zusammenhang zwischen der Anzahl derZähne und dem Teilkreisdurchmesser des Zahnrades. Fürdie meisten Anwendungen ist der Außendurchmesser desMesszahnrads ausschlaggebend. Bei gleicher Zähnezahlgilt, je kleiner der Modul um so kleiner ist der Außendurch-messer.

Der MiniCODER muss passend zum Modul desMesszahnrads bestellt werden.

N = Referenzmarke – Fahne

h = 4 mmb = 0,5 mm

M = Referenzmarke – Nut

t = 1 mm,b = 1,2 mm für Modul 0,3b = 1,6 mm für Modul 0,5

Z = Referenzmarke – Zahn


Anschluss


Anschlussausführung

Die MiniCODER werden mit offenem Kabelende Typ K oder mit 17-poliger Einbaudose M23 (Stiftteil) Typ N oder M ge-liefert.

L15

Anschlussausführung K – Kabelende offen

136

M23

L

Anschlussausführung N 17-polige Einbaudose gerade

M23

1

42

56

L

Anschlussausführung M 17-polige Winkeleinbaudose

Legende1 Kabel für Temperaturfühler Option M (2-adrig, Länge 2 m)L Kabellänge (siehe Typenschlüssel)

Anschluss


Anschlussbelegung

Anschlussausführung K

Kabelende offen Aderfarbe Signal/ Funktion

weiß SIN+ Signal Spur 1

braun SIN-inverses SignalSpur 1

grau REF+Signal Referenz-spur

blau 0 V GND

rot UB+ 5 V Versor-gung

rosa COS+ Signal Spur 2

schwarz COS-inverses SignalSpur 2

gelb REF-inverses SignalReferenzspur

grün USense 5 V Sense

Anschlussausführung N und M

17-polige Einbaudose Aderfarbe Pin Signal / Funktion

weiß 1 SIN+ Signal Spur 1

braun 2 SIN- inverses Signal Spur 1

grau 3 REF+ Referenzspur

4 – 6 nicht belegt

blau 7 0 V GND

(braun)(1) 8 ϑ+ Temperatur +

(blau)(1) 9 ϑ– Temperatur –

rot 10 UB + 5 V Versorgung

rosa 11 COS+ Signal Spur 2

schwarz 12 COS- inverses Signal Spur 2

gelb 13 REF– inverses Signal Referenzspur

14 nicht belegt

– 15 0 V GND Brücke Pin 7

grün 16 U Sense 5 V Sense

17 nicht belegt

(1) Option: Temperaturfühler-Kabel

Zubehör


Test- und Programmiergerät

Test von beliebigen Sensoren mit sin/cos-Ausgang1 VSS, z.B. MiniCODER

Übertragen der Daten über WLAN an mobile Endgeräte(Tablet, PC etc.)

Visualisierung der Daten im Web-Browser, unabhängigvom Betriebssystem

Einsatz zum Überprüfen der Signale auf die Einhaltung

von einstellbaren Toleranzgrenzen- sin/cos-Signale (Amplitude, Offset, Phasenversatz)- Referenzsignal (Amplitude, Offset, Lage und Breite)- Messzahnrad (Beschädigung, Rundlauf, Verzah-

nungsqualität) Festlegen und Speichern von unterschiedlichen Tole-

ranzgrenzen Einsatz zum Parametrieren des MiniCODER plus

- Automatischer Abgleich der sin/cos-Signale- Konfigurieren/Auslesen des Betriebsstundenzählers

(Spindelhistogramm)- Speichern der 7 konfigurierten Drehzahlbereiche des

Betriebsstundenzählers in einem DatensatzAblegen mehrerer Datensätze im GEL 211 möglich

Ihre Notizen:



Lenord, Bauer & Co. GmbHDohlenstraße 3246145 Oberhausen, GermanyTelefon:Telefax:

+49 208 9963–0+49 208 676292

Internet: www.lenord.comE-Mail: [email protected]

Technische Änderungen und Druckfehler vorbehalten.

http://www.lenord.com


MiniCODER comfort

Documents

Transcript of MiniCODER comfort