OEM magnetischer Lesekopf EMIX23-000-02.0-0001-11

Elgo EMIX23-000-02.0-0001-11 | Magnetischer inkrementeller Linearenkoder — 1µm Auflösung, 5V TTL, 2,0m Kabel, A/B/Z Quadratur-Ausgang

Übersicht

Der Elgo EMIX23-000-02.0-0001-11 ist ein kompakter magnetischer inkrementeller Linearenkoder, der eine Positionsmessung mit 1µm Auflösung für Anwendungen bietet, bei denen eine Glasskala zu empfindlich, zu sperrig oder zu teuer wäre und bei denen ein einfacher Quadratur-Ausgang auf TTL-Pegel alles ist, was die nachgeschaltete Steuerung benötigt.

Die EMIX23-Serie von Elgo integriert den Sensorkopf und die Auswerteelektronik in einem einzigen Gehäuse — es gibt keine separate Elektronikbox, keine Interpolationseinheit und keinen zusätzlichen Verstärker. Das vormontierte 2,0m Kabel tritt direkt aus dem Sensorkopf aus und endet in offenen Drähten für den Anschluss an die digitale Eingangskarte des Empfangssystems.

Das Messprinzip ist magnetisch: Der Sensorkopf tastet die Nord- und Südpolwechsel auf dem magnetischen Band MB20-20 von Elgo (2mm Polteilung) ab und erzeugt ein sinusförmiges Signal, das die integrierte Elektronik in ein quadratisches Rechtecksignal mit Quadratur-Ausgang umwandelt.

Bei der Auflösungseinstellung von 0,001 mm mit 4-Flanken-Triggerung wird die 2-mm-Polteilung des Bandes elektronisch in 500 Inkremente pro Polteilung unterteilt — eine Interpolationsstufe, die eine Positionsgranularität von 1µm aus einem berührungslosen magnetischen Sensormechanismus ohne bewegliche Teile im Sensor liefert.

Die Endung -11 in der Teilenummer gibt die Versorgungsspannung von 5V DC und TTL-Ausgangspegel an.

TTL-Ausgänge (0V Logik niedrig, 5V Logik hoch) sind direkt mit den digitalen Eingangsschaltungen der meisten SPS, Bewegungssteuerungen, Positionsanzeigen und CNC-Schnittstellen kompatibel, ohne dass eine Pegelwandlung erforderlich ist.

Die differentiellen Ausgangspaare (A/A′, B/B′, Z/Z′) ermöglichen den Anschluss des Signals an differentielle Empfängereingänge für die beste Störfestigkeit in Installationen, bei denen das Kabel durch eine elektrisch verrauschte Umgebung verläuft.

Die Kabellänge von 2,0 m ist Standard bei Tosoku; längere Kabel bis zu 30 m sind als Bestellvarianten erhältlich, die durch das Feld für die Kabellänge in der Teilenummer identifiziert werden. Für die meisten Maschineninstallationen, bei denen der Sensorkopf auf einem beweglichen Schlitten montiert ist und das Kabel an einem nahegelegenen Schaltschrank endet, sind 2,0 m ausreichend.

Für größere Maschinenverfahrwege, bei denen der Abstand zwischen Schlitten und Schaltschrank 2 m überschreitet, ist die Bestellung der entsprechenden längeren Kabelvariante zum Zeitpunkt der Spezifikation der richtige Ansatz — das nachträgliche Verlängern des Kabels durch Spleißen kann die Signalqualität bei den für diese Variante verwendeten 5V TTL-Pegeln beeinträchtigen.

Schlüsselspezifikationen

Magnetische Lineare Kodierung — Warum und Wann

Magnetische Linearenkoder besetzen eine eigene Nische in der Landschaft der Positionsmessung.

Sie sind toleranter gegenüber Verschmutzung als optische Encoder (keine Glasskala, die zerkratzt oder zerbricht), mechanisch einfacher zu installieren (Klebeband statt präzisionsgeschliffene Führungen) und können wirtschaftlich lange Messstrecken abdecken.

Der EMIX23 erweitert diese Vorteile mit einer vollen µm-Bereichsauflösung, die bisher nur mit optischen Glasskalen erreichbar war.

Die wichtigsten Anwendungssegmente sind Präzisionsholzbearbeitungsmaschinen, Blechbearbeitungsgeräte, Säge- und Schneidemaschinen sowie allgemeine industrielle Automatisierung, bei denen eine Auflösung von 1µm erforderlich ist, die Umgebungsbedingungen — Sägemehl, Metallspäne, Kühlmittel, Vibrationen — jedoch optische Abtastung unpraktisch machen.

Die magnetische Immunität des EMIX23 gegenüber nicht-magnetischen Verunreinigungen bedeutet, dass er auch in Umgebungen, die ein optisches Skalensystem schnell beeinträchtigen würden, weiterhin zuverlässige Positionsdaten liefert.

Referenzimpuls und Installationshinweise

Der differentielle Ausgang Z/Z′ liefert einen Referenzimpuls pro Durchlauf über die Referenzmarkierung des Bandes — dies ist der Punkt, den die Steuerung verwendet, um eine absolute Referenzposition innerhalb des inkrementellen Messbereichs festzulegen.

Die optionale R-Endung von Elgo (nicht in der Teilenummer dieser Variante enthalten) ermöglicht eine frei definierbare Referenzimpuls-Position; die Standardversion -000 ohne die R-Option verwendet die feste Referenzmarkierung des Bandes.

Die Montage des Sensorkopfes erfordert die Einhaltung des Abstands von 0,1 bis 0,8 mm zwischen der Sensorfläche und der Bandoberfläche über den gesamten Messbereich. Elgo gibt Montagetoleranzen für den EMIX23 an, die bei der Installation eingehalten werden müssen, um die angegebene Auflösung zu gewährleisten.

Ein Abstand außerhalb dieses Bereichs führt zu einer verringerten Signal amplitude oder Signalverlust. Der Sensorkopf sollte parallel zur Bandoberfläche ausgerichtet werden, um Lückenvariationen während der Schlittenfahrt zu vermeiden.

FAQ

F1: Kann der EMIX23-000-02.0-0001-11 seine 1µm Auflösung über die gesamte Kabellänge von 2,0 m ohne Signalverschlechterung erreichen?

Ja. Der 5V TTL differentielle Ausgang ist so konzipiert, dass er die Signalintegrität über das 2,0 m lange Kabel aufrechterhält.

Die differentielle Leitungs topologie (komplementäre Signalpaare A/A′, B/B′, Z/Z′) unterdrückt Gleichtaktstörungen, die auf das Kabel induziert werden und die Hauptursache für Signalverschlechterungen in Encoderkabeln sind, die durch Schaltschränke laufen.

Stellen Sie sicher, dass die Empfängereingänge differentielle Empfänger (RS-422-kompatibel) sind, um die differentielle Topologie voll auszunutzen. Der Anschluss von differentiellen Ausgängen an Single-Ended-Eingänge ist möglich, opfert aber den Vorteil der Störunterdrückung.

F2: Welches Magnetband muss mit dem EMIX23-000-02.0-0001-11 verwendet werden?

Der EMIX23 mit 1µm Auflösung erfordert das MB20-20 Magnetband von Elgo mit EPS (Einpol-Magnetisierung) für ≤1µm Auflösung.

Bei Auflösungen gröber als 1µm (z.B. 0,005 mm) ist das Standard-MB20-20-Band ohne EPS-Bezeichnung akzeptabel. 

Das EPS-Band hat feinere Polgrenzen, die für die Interpolationselektronik erforderlich sind, um eine genaue Auflösung von 1µm zu erreichen.

Die Verwendung von Standardband mit dem für 1µm konfigurierten EMIX23 liefert zwar ein Signal, aber die Genauigkeitsspezifikation kann nicht garantiert werden.

F3: Wie wird der Referenzimpuls des EMIX23 in einer praktischen Installation verwendet?

Der Z-Impuls wird einmal pro Durchlauf über den Referenzmarker des Bandes ausgelöst.

In einer Maschinenanwendung verwendet die Steuerung den ersten Z-Impuls, der nach dem Einschalten oder nach einer definierten Suchbewegung erkannt wird, um den absoluten Nullpunkt der Achse innerhalb des inkrementellen Messbereichs festzulegen — nach diesem Referenzdurchlauf kennt die Steuerung ihre Position im Koordinatensystem der Maschine und kann in die geschlossene Positionsregelung übergehen. 

Die Position des Z-Impulses ist eine feste physische Stelle auf dem Band, sodass der Referenzdurchlauf jedes Mal dieselbe Bezugsposition festlegt.

Wenn die Bewegung der Maschine die Achse während der normalen Produktion durch die Position des Z-Markers führt, registriert die Steuerung einfach den Z-Impuls und fährt fort — dies beeinträchtigt die laufende Positionszählung nicht.

F4: Ist der EMIX23-000-02.0-0001-11 für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet und wie hoch ist die maximale Verfahrgeschwindigkeit?

Die maximale Verfahrgeschwindigkeit bei 1µm Auflösung mit 5V TTL-Ausgang wird durch die maximale Ausgangsfrequenz bestimmt, die die Elektronik erzeugen kann.

Bei 1µm Auflösung erfordert eine Verfahrgeschwindigkeit von 1 m/s 1.000.000 Zählflanken pro Sekunde.

Die EMIX23-Elektronik ist bei dieser Auflösung für Geschwindigkeiten ausgelegt, die typische Verfahrgeschwindigkeiten von Industriemaschinen und Automatisierungssystemen ermöglichen — überprüfen Sie das Datenblatt von Elgo auf die maximal angegebene Verfahrgeschwindigkeit bei der bestellten Auflösung, um die Eignung für die Eilganggeschwindigkeit der spezifischen Anwendung zu überprüfen.

F5: Was ist der empfohlene Sensor-zu-Band-Abstand bei der Installation und wie wird er überprüft?

Der Ziel-Installationsabstand liegt zwischen 0,1 mm und 0,8 mm, wobei 0,5 mm ein praktischer Mittelwert ist, der Toleranzen gegenüber mechanischen Schwankungen während des Maschinenbetriebs bietet.

Elgo bietet eine optionale LED-Abstandüberwachungsfunktion (Endung E in der Teilenummer), die während der Installation signalisiert, wenn der Abstand im akzeptablen Bereich liegt — diese Option ist nicht im Standard-Variant -02.0-0001-11 enthalten, ist aber in der entsprechenden Variante mit E-Endung erhältlich.

Ohne die LED-Überwachungsoption wird der Abstand während der Installation mit Fühlerlehren eingestellt.

Nach der Installation kann die Qualität des A/B-Ausgangssignals auf einem Oszilloskop beobachtet werden, um saubere Rechteckübergänge zu bestätigen, die als praktische Bestätigung dafür dienen, dass der Abstand im Betriebsbereich liegt.