Оптические встраиваемые датчики для регистрации участков пути, углов поворота или числа оборотов для станков

могут использоваться в комбинации с ЧПУ, контроллерами, приводами и устройствами индикации, к примеру: •SINAMICS приводные системы

•SIMOTION системы Motion Control

•SINUMERIK СЧПУ

•SIMATIC контроллеры

•SIMODRIVE и SIMOVERT MASTERDRIVES приводные системы

■ Область применения

Различаются инкрементальный и абсолютный методы измерения.

• Для инкрементальных датчиков после каждого отключения сети необходимо провести процедуру реферирования (выход в ноль) станка, т. к. положение в большинстве случаев не сохраняется в СЧПУ и после отключения питания движения станка не регистрируются.

•Абсолютные датчики, напротив, регистрируют и эти движения и после включения питания показывают  актуальную позицию. Процедура реферирования (выход в ноль) не нужна.

■ Конструкция

8

Все датчики поставляются с синхронными или зажимными (клеммными) фланцами. Датчики с синхронным фланцем могут быть закреплены на станке с помощью трех прихватов. Также возможен осевой монтаж с помощью винтов. Движение на датчик передается через штепсельную муфту или упругую муфту. В качестве альтернативы может использоваться и ременной шкив. Напряжение питания датчиков 5 В DC или, по выбору, от 10 В до 30 В DC. Исполнение от 10 В до 30 В позволяет использовать более длинный кабель. Большинство СЧПУ подают напряжение питания непосредственно на штекер измерительного контура. У SINAMICS питание измерительной системы осуществляется через модули датчиков.У датчиков угловых перемещений с кабелем длина кабеля, включая штекер, составляет 1 м.

Необходимо соблюдать следующие радиусы изгиба для кабелей от датчика:

•  Однократный изгиб: ≥ 20 мм

•  Многократный изгиб: ≥ 75 мм

Инкрементальные датчики на один оборот выдают определенное количество электрических импульсов, являющихся мерой пройденного пути или угла.

Инкрементальные датчики работают по принципу оптоэлектронной развертки  делительных дисков в проходящем свете. Источником света является светодиод (LED). Возникающая при вращении вала датчика модулируемая светотень регистрируется фотоэлементами. Посредством согласованного расположения штрихового образца на соединенном с валом делительном диске и зафиксированной диафрагмы, фотоэлементы посылают два смещенных по отношению друг к другу на 90° путевых сигнала А и В, а также нулевой сигнал R. Электроника датчика усиливает эти сигналы и преобразует их в различные выходные уровни.

В качестве выходного интерфейса имеются:

•  RS 422 дифференциальные сигналы (TTL) У датчиков RS 422 (TTL), благодаря обработке фронта, разрешение может быть увеличено в четыре раза (домножено на 4).

•  аналоговые сигналы sin/cos с уровнем 1 V_pp Для получения еще более высокого разрешения синусоидальный сигнал этих датчиков интерполируется (домножается) в системе управления более высокого уровня (ЧПУ или контроллер).

•HTL (High Voltage Transistor Logic) Датчики с интерфейсом HTL предназначены для приложений с цифровыми входами с уровнем напряжения 24 В.

8

Инкрементальные датчики

Технические параметры

Наименование	Инкрементальный датчик с TTL (RS 422)	Инкрементальный датчик с sin/cos 1 Vpp	Инкрементальный датчик с HTL	Двухдорожечный инкрементальный датчик с TTL (RS 422)
Рабочее напряжение Up на датчике	DC 5 В ±10% или DC 10 ... 30 В	DC 5 В ±10%	DC 10 ... 30 В	DC 5 В ±5%
Предельная частота, стандартно	–	≥ 180 кГц (−3 дБ) ≥ 450 кГц (−6 дБ)	–	–
Частота считывания, макс.	300 кГц	–	300 кГц	Дорожка 1: 160 кГц Дорожка 2: 1 мГц
Потребляемый ток без нагрузки, макс.	150 мА	150 мА	150 мА	150 мА на дорожку
Уровень сигнала	TTL (RS 422)	синусоидальный 1 Vpp	UH ≥ 21 В при IH = 20 мА при 24 В UL ≤2,8 V при IL = 20 мА при 24 В	TTL (RS 422)
Выходы, защищенные от короткого замыкания на 0 В	да	да	да	да
Время переключения (10 ... 90%) (с кабелем 1 м и рекомендованной входной схемой)	Время нарастания/спада t+/t− ≤50 нсек	–	Время нарастания/спада t+/t− ≤200 нсек	Время нарастания/спада t+/t− ≤100 нсек
Смещение по фазе сигнала А к В	90°	90° ±10°эл.	90°	90°
мин. интервал фронтов при • 1 МГц	–	–	–	Дорожка 2: ≥ 0,125 µсек
• 300 кГц	≥ 0,45 µсек	–	≥ 0,45 µсек	–
• 160 кГц	–	–	–	Дорожка 1: ≥ 0,8 µs
Длина кабеля до подключенной электроники [1]), макс.	100 м	150 м	300 м	до 500 кГц: 100 м до 1 МГц: 50 м
LED контроля отказа	высокоомный драйвер	–	высокоомный драйвер	–
Разрешение, макс.	5000 имп./об.	2500 имп./об.	2500 имп./об.	Дорожка 1: 1024 имп./об. Дорожка 2: 9000 имп./об.
Точность (в угловых секундах)	±18° мех. × 3600/ число делений z	±18° мех. × 3600/ число делений z	±18° мех. × 3600/ число делений z	Дорожка 1: ±63 Дорожка 2: ±12
Макс. число оборотов, макс. • электрическое	(18 × 106 мин−1)/ число делений	(27 × 106 мин−1)/ число делений (при −6 дБ)	(18 × 106 мин−1)/ число делений	Дорожка 1: 9000 мин−1 Дорожка 2: 6500 мин−1
• механическое	12000 мин−1	12000 мин−1	12000 мин−1	12000 мин−1
Момент трения (при 20 °C)	≤0,01 нм	≤0,01 нм	≤0,01 нм	≤0,01 нм
Пусковой момент (при 20 °C)	≤0,01 нм	≤0,01 нм	≤0,01 нм	≤0,01 нм
Нагрузочная способность вала • n > 6000 мин−1 −осевая	10 Н	10 Н	10 Н	–
−радиальная на конце вала	20 Н	20 Н	20 Н	–
• n ≤6000 мин−1 −осевая	40 Н	40 Н	40 Н	10 Н
−радиальная на конце вала	60 Н	60 Н	60 Н	20 Н
Макс. угловое ускорение	105 рад/сек2	105 рад/сек2	105 рад/сек2	105 рад/сек2
Момент инерции ротора	1,45 × 10−6 кгм2	1,45 × 10−6 кгм2	1,45 × 10−6 кгм2	20 × 10−6 кгм2
Вибрация (55 ... 2000 Гц) по EN 60068-2-6	≤300 м/сек2	≤300 м/сек2	≤300 м/сек2	≤100 м/сек2
Ударное воздействие по EN 60068-2-27 • 2 мсек	≤2000 м/сек2	≤2000 м/сек2	≤2000 м/сек2	–
• 6 мсек	≤1000 м/сек2	≤1000 м/сек2	≤1000 м/сек2	≤1000 м/сек2

Инкрементальные датчики

Технические параметры (продолжение)

Наименование	Инкрементальный датчик TTL (RS 422)	Инкрементальный датчик sin/cos 1 Vpp	Инкрементальный датчик HTL	Двухдорожечный инкрементальный датчик TTL (RS 422)
Внешняя температура Эксплуатация • фланцевая розетка или жесткая проводка кабеля −при Up = 5 В ±10%	−40 ... +100 °C	−40 ... +100 °C	−40 ... +100 °C	−10 ... +70 °C
−при Up = 10 ... 30 В	−40 ... +70 °C	–	–	–
• подвижный кабель −при Up = 5 В ±10%	−10 ... +100 °C	−10 ... +100 °C	−10 ... +100 °C	−10 ... +70 °C
−при Up = 10 ... 30 В	−10 ... +70 °C	–	–	–
Класс защиты по DIN EN 60529 (IEC 60529) • без входа вала	IP67	IP67	IP67	IP67
• с входом вала	IP64	IP64	IP64	IP64
ЭМС	Проверено согласно руководствам по электромагнитной совместимости 89/336/EWG и правилам руководств ЭМС (действующие основные стандарты)
Вес, около	0,25 кг	0,25 кг	0,25 кг	0,7 кг
Символ CE	да	да	да	да

8

Инкрементальные датчики

Данные для выбора/заказные данные

Наименование                                        Заказной номер                                             Наименование               Заказной номер

6FX2001-2G777 6FX2001-2E 777 6FX2001-2C 777 6FX2001-2H777 6FX2001-2F 777 6FX2001-2D 777 6FX2001-2R 777 6FX2001-2P777 6FX2001-2M777 6FX2001-2S 777 6FX2001-2Q777 6FX2001-2N777 A 5 0 B 0 0 B 0 2 B 2 5 B 5 0 C 0 0 C 0 4 C 5 0 D 6 0 F 0 0	Инкрементальный датчик sin/cos 1 Vpp Синхрофланец с напряжением питания DC 5 В Подключение: •  осевая фланцевая розетка •  радиальная фланцевая розетка •  кабель 1 м со штекером1) Разрешение 1000 имп./об. 1024 имп./об. 2500 имп./об.	6FX2001-3G777 6FX2001-3E 777 6FX2001-3C 777 B  0 0B 0 2 C  5 0
	Инкрементальный датчик HTL Синхрофланец с напряжением питания DC 10 ... 30 В Подключение: •  осевая фланцевая розетка •  радиальная фланцевая розетка •  кабель 1 м со штекером1) Зажимной фланец и напряжение питания DC 10 ... 30 В Подключение: •  осевая фланцевая розетка •  радиальная фланцевая розетка •  кабель 1 м со штекером1) Разрешение 100 имп./об. 500 имп./об. 1000 имп./об. 2500 имп./об.	6FX2001-4H770 6FX2001-4F77 0 6FX2001-4D 770 6FX2001-4S 770 6FX2001-4Q770 6FX2001-4N 770 A 1 A 5 B 0 C 5
	Двухдорожечный инкрементальный датчик с интерфейсом TTL (RS 422) Синхрофланец с напряжением питания DC 5 В Подключение: • кабель 1 м с осевым штекером два типа разрешения: 9000/1024 имп./об.	6FX2001-2UK00

Инкрементальный датчик

TTL (RS 422)

Синхрофланец с напряжением

питания DC 5 В Подключение:

•  осевая фланцевая розетка

•  радиальная фланцевая розетка

•  кабель 1 м со штекером¹⁾

Синхрофланец с напряжением питания DC 10 ... 30 В Подключение:

•  осевая фланцевая розетка

•  радиальная фланцевая розетка

•  кабель 1 м со штекером¹⁾

Зажимной фланец и напряжение

питания DC 5 В Подключение:

•  осевая фланцевая розетка

•  радиальная фланцевая розетка

•  кабель 1 м со штекером¹⁾

Зажимной фланец и напряжение питания DC 10 ... 30 В Подключение:

8

•  осевая фланцевая розетка

•  радиальная фланцевая розетка

•  кабель 1 м со штекером¹⁾

Разрешение 500 имп./об.

1000 имп./об.

1024 имп./об.

1250 имп./об.

1500 имп./об.

2000 имп./об.

2048 имп./об.

2500 имп./об.

3600 имп./об.

5000 имп./об.

¹⁾ Универсальный интегрированный отвод кабеля для осевого и радиального исполнения.

Абсолютные датчики

Функция

Абсолютные датчики (угловые кодирующие устройства) обладают той же системой считывания, что и инкрементальные датчики, но имеют большее количество дорожек. Например, при 13 импульсных дорожках для однооборотных датчиков кодируется 2¹³ = 8192 шагов.

Используется одношаговый код (код Грея). Это позволяет избежать ошибок считывания.

После включения станка значение позиции сразу же передается на СЧПУ. Реферирование не требуется.

Абсолютные датчики с SSI, DRIVE−CLiQ и EnDat имеют преимущества