Głowica odczytu magnetycznego OEM EMIX23-000-02.0-0001-11

Elgo EMIX23-000-02.0-0001-11 | Magnetyczny enkoder przyrostowy liniowy — rozdzielczość 1µm, 5V TTL, kabel 2,0m, wyjście kwadraturowe A/B/Z

Przegląd

Elgo EMIX23-000-02.0-0001-11 to kompaktowy magnetyczny enkoder przyrostowy liniowy, który zapewnia pomiar pozycji z rozdzielczością 1µm w zastosowaniach, gdzie skala szklana byłaby zbyt krucha, zbyt duża lub zbyt droga, a gdzie proste wyjście kwadraturowe na poziomie logiki TTL jest wszystkim, czego potrzebuje kontroler nadrzędny.

Seria EMIX23 firmy Elgo integruje głowicę czujnika i elektronikę przetwarzającą w jednej obudowie — nie ma oddzielnego pudełka z elektroniką, jednostki interpolacyjnej ani dodatkowego wzmacniacza. Pre-montowany kabel o długości 2,0 m wychodzi bezpośrednio z głowicy czujnika i kończy się otwartymi przewodami do podłączenia do karty wejść cyfrowych systemu odbiorczego.

Zasada pomiaru jest magnetyczna: głowica czujnika skanuje naprzemienne bieguny północne i południowe na taśmie magnetycznej Elgo MB20-20 (podziałka biegunowa 2 mm), generując sygnał sinusoidalny, który zintegrowana elektronika interpoluje do wyjścia kwadratowego TTL.

Przy ustawieniu rozdzielczości 0,001 mm z wyzwalaniem 4 krawędzi, podziałka biegunowa 2 mm taśmy jest elektronicznie dzielona na 500 przyrostów na podziałkę biegunową — poziom interpolacji, który zapewnia rozdzielczość pozycji 1µm z bezdotykowego mechanizmu wykrywania magnetycznego bez ruchomych części w czujniku.

Sufiks -11 w numerze części określa napięcie zasilania 5V DC i poziomy wyjściowe TTL.

Wyjścia TTL (0V stan niski, 5V stan wysoki) są bezpośrednio kompatybilne z obwodami wejść cyfrowych większości sterowników PLC, sterowników ruchu, wskaźników pozycji i interfejsów CNC, bez potrzeby konwersji poziomów.

Różnicowe pary wyjściowe (A/A′, B/B′, Z/Z′) pozwalają na podłączenie sygnału do wejść odbiorników różnicowych w celu uzyskania najlepszej odporności na zakłócenia w instalacjach, gdzie kabel przebiega przez środowisko o silnych zakłóceniach elektrycznych.

Długość kabla 2,0 m jest standardem Tosoku; dłuższe kable do 30 m są dostępne jako warianty zamówieniowe, identyfikowane przez pole długości kabla w numerze części. Dla większości instalacji maszynowych, gdzie głowica czujnika jest zamontowana na ruchomym wózku, a kabel kończy się w pobliskiej szafie sterowniczej, 2,0 m jest wystarczające.

W przypadku większych zakresów ruchu maszyny, gdzie odległość między wózkiem a szafą przekracza 2 m, zamówienie odpowiedniego dłuższego wariantu kabla w momencie specyfikacji jest właściwym podejściem — przedłużanie kabla po fakcie przez łączenie może pogorszyć jakość sygnału przy poziomach 5V TTL używanych przez ten wariant.

Kluczowe specyfikacje

Magnetyczne kodowanie liniowe — dlaczego i kiedy

Magnetyczne enkodery liniowe zajmują specyficzną niszę w krajobrazie pomiaru pozycji.

Są bardziej tolerancyjne na zanieczyszczenia niż enkodery optyczne (brak szklanej skali do zarysowania lub rozbicia), mechanicznie prostsze w instalacji (taśma samoprzylepna zamiast precyzyjnie szlifowanych prowadnic) i zdolne do ekonomicznego pokrywania długich dystansów pomiarowych.

EMIX23 rozszerza te zalety o pełną rozdzielczość w zakresie µm, która wcześniej była osiągalna tylko za pomocą optycznych skal szklanych.

Główne segmenty zastosowań to precyzyjne maszyny do obróbki drewna, urządzenia do obróbki blach, maszyny do piłowania i cięcia oraz ogólna automatyka przemysłowa, gdzie wymagana jest rozdzielczość 1µm, ale narażenie środowiskowe — trociny, wióry metalowe, chłodziwo, wibracje — czyni wykrywanie optyczne niepraktycznym.

Odporność magnetyczna EMIX23 na zanieczyszczenia niemagnetyczne oznacza, że nadal generuje niezawodne dane o pozycji w środowiskach, które szybko pogorszyłyby system skali optycznej.

Impuls referencyjny i uwagi dotyczące instalacji

Wyjście różnicowe Z/Z′ zapewnia jeden impuls referencyjny na przejście przez znacznik referencyjny taśmy — jest to punkt, którego kontroler używa do ustalenia absolutnej pozycji referencyjnej w zakresie pomiaru przyrostowego.

Opcjonalny sufiks R firmy Elgo (nieobjęty numerem części tego wariantu) umożliwia swobodnie definiowaną pozycję impulsu referencyjnego; standardowa wersja -000 bez opcji R wykorzystuje stały znacznik referencyjny taśmy.

Montaż głowicy czujnika wymaga utrzymania szczeliny od 0,1 do 0,8 mm między powierzchnią czujnika a powierzchnią taśmy na całym zakresie pomiarowym. Elgo określa tolerancje montażowe dla EMIX23, których należy przestrzegać podczas instalacji, aby zagwarantować określoną rozdzielczość.

Szczelina poza tym zakresem powoduje pogorszenie amplitudy sygnału lub utratę sygnału. Głowica czujnika powinna być ustawiona równolegle do powierzchni taśmy, aby zapobiec zmianom szczeliny podczas ruchu wózka.

FAQ

P1: Czy EMIX23-000-02.0-0001-11 może osiągnąć rozdzielczość 1µm na całej długości kabla 2,0 m bez degradacji sygnału?

Tak. Wyjście różnicowe 5V TTL jest zaprojektowane tak, aby utrzymać integralność sygnału na kablu o długości 2,0 m.

Topologia linii różnicowej (komplementarne pary sygnałów A/A′, B/B′, Z/Z′) eliminuje zakłócenia wspólnej mody indukowane na kablu, które są główną przyczyną degradacji sygnału w kablach enkoderów przebiegających przez szafy maszynowe.

Upewnij się, że wejścia odbiorcze są odbiornikami różnicowymi (kompatybilnymi z RS-422), aby w pełni wykorzystać topologię różnicową. Podłączenie wyjść różnicowych do wejść niesymetrycznych jest możliwe, ale poświęca korzyść w postaci tłumienia zakłóceń.

P2: Jakiej taśmy magnetycznej należy używać z EMIX23-000-02.0-0001-11?

EMIX23 z rozdzielczością 0,001 mm (1µm) wymaga taśmy magnetycznej Elgo MB20-20 z EPS (jednobiegunowa magnetyzacja) dla rozdzielczości ≤1µm.

Przy rozdzielczościach większych niż 1µm (np. 0,005 mm) akceptowalna jest standardowa taśma MB20-20 bez oznaczenia EPS. 

Taśma EPS ma granice biegunów o drobniejszych tolerancjach, które są niezbędne dla elektroniki interpolacyjnej do osiągnięcia dokładnej rozdzielczości 1µm.

Użycie standardowej taśmy z skonfigurowanym na 1µm EMIX23 spowoduje wygenerowanie sygnału, ale specyfikacja dokładności nie może być zagwarantowana.

P3: Jak impuls referencyjny EMIX23 jest używany w praktycznej instalacji?

Impuls Z uruchamia się raz na przejście przez znacznik referencyjny taśmy.

W zastosowaniu maszynowym kontroler używa pierwszego impulsu Z wykrytego po włączeniu zasilania lub po zdefiniowanym ruchu wyszukiwania, aby ustalić absolutne zero referencyjne osi — po tym przejściu referencyjnym kontroler zna swoją pozycję w układzie współrzędnych maszyny i może wejść w zamkniętą pętlę sterowania pozycją. 

Pozycja impulsu Z jest stałą fizyczną lokalizacją na taśmie, więc przejście referencyjne zawsze ustala tę samą pozycję bazową za każdym razem.

Jeśli ruch maszyny przenosi oś przez pozycję znacznika Z podczas normalnej produkcji, kontroler po prostu odnotowuje impuls Z i kontynuuje — nie wpływa to na bieżące zliczanie pozycji.

P4: Czy EMIX23-000-02.0-0001-11 nadaje się do zastosowań z szybkim ruchem i jaka jest maksymalna prędkość ruchu?

Maksymalna prędkość ruchu przy rozdzielczości 1µm z wyjściem 5V TTL jest określana przez maksymalną częstotliwość wyjściową, którą może wygenerować elektronika.

Przy rozdzielczości 1µm, prędkość ruchu 1 m/s wymaga 1 000 000 krawędzi zliczania na sekundę.

Elektronika EMIX23 przy tej rozdzielczości jest przystosowana do prędkości typowych dla obrabiarek przemysłowych i prędkości ruchu w automatyce — należy sprawdzić arkusz specyfikacji Elgo pod kątem maksymalnej określonej prędkości ruchu przy zamówionej rozdzielczości, aby zweryfikować przydatność do szybkiego ruchu w danym zastosowaniu.

P5: Jaka jest zalecana szczelina między czujnikiem a taśmą podczas instalacji i jak jest ona weryfikowana?

Docelowa szczelina instalacyjna wynosi od 0,1 mm do 0,8 mm, z 0,5 mm jako praktycznym punktem środkowym, który zapewnia tolerancję na zmiany mechaniczne podczas pracy maszyny.

Elgo oferuje opcjonalną funkcję monitorowania odległości za pomocą diody LED (sufiks E w numerze części), która sygnalizuje, gdy szczelina znajduje się w akceptowalnym zakresie podczas instalacji — ta opcja nie jest zawarta w standardowym wariancie -02.0-0001-11, ale jest dostępna w odpowiedniej części z sufiksem E.

Bez opcji monitorowania LED, szczelina jest ustawiana za pomocą płytek pomiarowych podczas instalacji.

Po instalacji jakość sygnału wyjściowego A/B można obserwować na oscyloskopie, aby potwierdzić czyste przejścia fali prostokątnej, które służą jako praktyczne potwierdzenie, że szczelina mieści się w zakresie roboczym.