OEM Магнитная голова для чтения EMIX23-000-02.0-0001-11

Elgo EMIX23-000-02.0-0001-11 | Магнитный инкрементальный линейный энкодер — разрешение 1 мкм, 5 В TTL, кабель 2,0 м, квадратурный выход A/B/Z

Обзор

Elgo EMIX23-000-02.0-0001-11 — это компактный магнитный инкрементальный линейный энкодер, обеспечивающий измерение положения с разрешением 1 мкм для применений, где стеклянная шкала была бы слишком хрупкой, громоздкой или дорогой, и где простого квадратурного выхода на уровнях логики TTL достаточно для нижестоящего контроллера.

Серия EMIX23 от Elgo объединяет датчик и электронику обработки в одном корпусе — нет отдельной коробки электроники, блока интерполяции или дополнительного усилителя. Предварительно собранный кабель длиной 2,0 м выходит непосредственно из головки датчика и заканчивается открытыми проводами для подключения к карте цифрового входа приемной системы.

Принцип измерения магнитный: головка датчика сканирует чередование северных и южных полюсов на магнитной ленте Elgo MB20-20 (шаг полюса 2 мм), генерируя синусоидальный сигнал, который интегрированная электроника интерполирует в квадратурный выход в виде прямоугольных импульсов.

При установке разрешения 0,001 мм с 4-кратным триггером, шаг полюса ленты 2 мм электронно делится на 500 интервалов на шаг полюса — уровень интерполяции, обеспечивающий гранулярность положения 1 мкм от бесконтактного магнитного механизма датчика без движущихся частей в датчике.

Суффикс -11 в номере детали указывает на напряжение питания 5 В постоянного тока и уровни выходного сигнала TTL.

Выходы TTL (0 В низкий логический уровень, 5 В высокий логический уровень) напрямую совместимы с цифровыми входными схемами большинства ПЛК, контроллеров движения, индикаторов положения и интерфейсов ЧПУ без необходимости преобразования уровней.

Дифференциальные пары выходов (A/A′, B/B′, Z/Z′) позволяют подключать сигнал к дифференциальным входным цепям приемника для максимальной помехоустойчивости в установках, где кабель проходит через электрически шумную среду.

Длина кабеля 2,0 м является стандартной для Tosoku; более длинные кабели до 30 м доступны в качестве вариантов заказа, идентифицируемых по полю длины кабеля в номере детали. Для большинства машинных установок, где головка датчика установлена на подвижной каретке, а кабель заканчивается в ближайшем шкафу управления, 2,0 м достаточно.

Для больших диапазонов перемещения машины, где расстояние от каретки до шкафа превышает 2 м, правильным подходом является заказ соответствующего более длинного варианта кабеля на этапе спецификации — удлинение кабеля путем сращивания после установки может ухудшить качество сигнала на уровнях 5 В TTL, используемых этим вариантом.

Ключевые характеристики

Магнитное линейное кодирование — почему и когда

Магнитные линейные энкодеры занимают особую нишу в области измерения положения.

Они более устойчивы к загрязнениям, чем оптические энкодеры (нет стеклянной шкалы, которую можно поцарапать или разбить), механически проще в установке (клейкая лента вместо прецизионно шлифованных направляющих) и способны экономично охватывать большие расстояния измерения.

EMIX23 расширяет эти преимущества полным разрешением в микрометровом диапазоне, которое ранее было достижимо только с помощью оптических стеклянных шкал.

Основные сегменты применения — это прецизионное деревообрабатывающее оборудование, оборудование для обработки листового металла, пильные и режущие станки, а также общая промышленная автоматизация, где требуется разрешение 1 мкм, но воздействие окружающей среды — опилки, металлические стружки, охлаждающая жидкость, вибрация — делает оптическое зондирование непрактичным.

Магнитная невосприимчивость EMIX23 к немагнитным загрязнителям означает, что он продолжает выдавать надежные данные о положении в средах, которые быстро разрушили бы систему оптической шкалы.

Импульс привязки и примечания по установке

Дифференциальный выход Z/Z′ генерирует один импульс привязки за проход по реперной метке ленты — это точка, которую контроллер использует для установления абсолютной опорной позиции в пределах диапазона инкрементального измерения.

Опциональный суффикс R от Elgo (не входит в номер детали данного варианта) включает свободно определяемую позицию импульса привязки; стандартная версия -000 без опции R использует фиксированную реперную метку ленты.

Монтаж головки датчика требует поддержания зазора от 0,1 до 0,8 мм между поверхностью датчика и поверхностью ленты по всему диапазону измерения. Elgo указывает допуски на монтаж для EMIX23, которые должны соблюдаться при установке для гарантии указанного разрешения.

Зазор вне этого диапазона приводит к снижению амплитуды сигнала или потере сигнала. Головка датчика должна быть выровнена параллельно поверхности ленты, чтобы предотвратить изменение зазора при движении каретки.

Часто задаваемые вопросы

В1: Может ли EMIX23-000-02.0-0001-11 достичь разрешения 1 мкм по всей длине кабеля 2,0 м без ухудшения сигнала?

Да. Дифференциальный выход 5 В TTL разработан для поддержания целостности сигнала по кабелю длиной 2,0 м.

Дифференциальная топология линии (комплементарные пары сигналов A/A′, B/B′, Z/Z′) подавляет синфазный шум, наведенный на кабель, который является основным источником ухудшения сигнала в кабелях энкодеров, проходящих через шкафы управления станков.

Убедитесь, что приемные входы являются дифференциальными приемниками (совместимыми с RS-422), чтобы полностью использовать преимущества дифференциальной топологии. Подключение дифференциальных выходов к несимметричным входам возможно, но снижает преимущества подавления шума.

В2: Какую магнитную ленту необходимо использовать с EMIX23-000-02.0-0001-11?

EMIX23 с разрешением 0,001 мм (1 мкм) требует магнитную ленту Elgo MB20-20 с EPS (однополюсная намагниченность) для разрешения ≤1 мкм.

При разрешении грубее 1 мкм (например, 0,005 мм) допустима стандартная лента MB20-20 без обозначения EPS. 

Лента EPS имеет более тонкие границы полюсов, которые необходимы для интерполяционной электроники для достижения точного разрешения 1 мкм.

Использование стандартной ленты с EMIX23, настроенным на 1 мкм, приведет к выдаче сигнала, но спецификация точности не может быть гарантирована.

В3: Как используется импульс привязки EMIX23 в практической установке?

Импульс Z срабатывает один раз за проход по маркеру привязки ленты.

В машинном применении контроллер использует первый импульс Z, обнаруженный после включения питания или после определенного поискового движения, для установления абсолютного нулевого опорного положения оси — после этого прохода привязки контроллер знает свое положение в системе координат машины и может перейти к управлению положением в замкнутом контуре. 

Позиция импульса Z является фиксированным физическим местоположением на ленте, поэтому проход привязки каждый раз устанавливает одно и то же опорное положение.

Если перемещение машины проходит через позицию маркера Z во время нормального производства, контроллер просто регистрирует импульс Z и продолжает работу — это не влияет на текущий подсчет положения.

В4: Подходит ли EMIX23-000-02.0-0001-11 для высокоскоростных приложений движения, и какова максимальная скорость перемещения?

Максимальная скорость перемещения при разрешении 1 мкм с выходом 5 В TTL определяется максимальной выходной частотой, которую может генерировать электроника.

При разрешении 1 мкм скорость перемещения 1 м/с требует 1 000 000 фронтов счета в секунду.

Электроника EMIX23 при таком разрешении рассчитана на скорости, соответствующие типичным скоростям перемещения промышленных станков и автоматизации — проверьте спецификацию Elgo на максимальную указанную скорость перемещения при заказанном разрешении, чтобы убедиться в пригодности для скорости быстрого перемещения конкретного применения.

В5: Каков рекомендуемый зазор датчик-лента при установке и как он проверяется?

Целевой зазор при установке составляет от 0,1 мм до 0,8 мм, с практическим средним значением 0,5 мм, которое обеспечивает допуск на механические вариации во время работы машины.

Elgo предлагает опциональную функцию мониторинга расстояния со светодиодом (суффикс E в номере детали), которая сигнализирует о нахождении зазора в допустимом диапазоне во время установки — эта опция не включена в стандартный вариант -02.0-0001-11, но доступна в соответствующей детали с суффиксом E.

Без опции светодиодного мониторинга зазор устанавливается с помощью щупов во время установки.

После установки качество выходного сигнала A/B можно наблюдать на осциллографе, чтобы подтвердить чистые переходы прямоугольных импульсов, которые служат практическим подтверждением того, что зазор находится в рабочем диапазоне.