海德汉模块式磁栅编码器.pdf

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海德汉模块式磁栅编码器pdf,海德汉模块式磁栅编码器:海德汉公司的ERM系列模块式编码器由一个磁栅鼓和一个磁电传感器的读数头组成。其测量基准MAGNODUR和磁电扫描原理使其对污染特别不敏感。
目录 概要 选型指南 4 应用 6 技术特点 特性 8 测量原理 测量基准 9 磁性扫描 增量测量法 测量精度 10 机械结构类型和安装 12 般机械信息 5 技术参数 模块式编码器 系列 信号周期 (圆周处) 增量式接口 ERM 2200 约200m 16 ERM 200 约400um 18 纯串行EnDa接口 ERM 2410 约400m 20 超高速度,增量式接口 ERM 2400 约400m 22 ERM 2900 约1000pm 24 电气连接 接口 增量信号 26 TTL 28 30 电缆和连接件 32 般电气技术参数 34 海德汉测量设备和辅件 38 选型指南 外形尺寸单位mm 直径 线数 信号周期 ERM2200系列 D1:70mm至380mm1800至7200 约200um 20 D2:113.16mm至 452.64mm 15 ERM200系列 D1:40mm至410mn600至3600 约400r 20 D2:7544mm至 452.64mm ERM2410系列 D1:40mm至410m 600至3600 约400u D2:7544mm至 452.64mm a ERM2400系列 D1:40mm至100mm 512至1024 约 400um D2:6437mm至 128.75mm D1: 40 mm: 55 mm 512;600 11 D2:64.37 7544mm ERM2900系列 D1:40mm至100mm 192至400 约1000um 口 D2:58.06 玄 120.96 11 1)参考点回零后在内部用增量信号生成位置值。 机械允许转速安装磁栅鼓 接口 型号 页 14500mi 轴向螺纹固定 ERM228016 至3000min ERM 2200 ERM 2410 19000min-1 轴向螺纹固定 「L」TL ERM22018 至3C00min1 PP ERM 280 ERM 200 19000 min 轴向螺纹固定 EnDat22/21)ERM241020 3000 min 42000min 夹紧磁栅鼓摩擦固定 N1 VPP ERM248422 至2ooO0min 33000min 夹紧磁栅鼓摩擦固定;带防 P ERM 2485 2700mn 转寻向槽 ERM 2400 47000mim-1,夹紧磁栅鼓摩擦固定 v 1V ERM298424 至16000min -1 ERM 2900 应用 生产效率和加工质量的要求在不断提高。车床C轴 例如单信号周期内的位置误差,对2048线 工件日趋复杂和零件小批量生产的工作条 和257.5mn直径的磁栅鼓,这个位置误 件也更富于变化。这情况在生产型机床典型要求 多种空心轴直径 差大约为2μm,对100mm直径的零件定 整机结构和机械设计中必须给予考虑,以 ·对污染不敏感 位误差仅0.8μm。工件直径越小精度越 保证生产型机床工作高效和精确。 安装简单 好 坚固耐用的ERM模块式磁栅编码器特别适 因此,ERM编码器的精度和重复精度使它 用于生产型机床。它的内径大,读数头尺适用编码器 完全能满足在车床上铣削加工(典型C轴 寸小和结构紧凑使它成为以下应用的理想 RM200系列 加工)对精度的要求。 选择 ·ERM2200系列可能适用 车庆C轴 回转和摆动轴(例如直接驱动系统的速多年来,EPN已成为车床C轴的伏选编码 度测量或用在齿轮传动中),和 器。它不仅抗污染性能好,而且內径大的 ·铣庆主轴或辅功轴的定向。 特点使其在棒料加工中的限制最少。 由于结构特点,ERM磁栅通常安装在直径 大于工件的圆周处。因此编码器的位置误 差影响工件精度相对较小。 2575mm 100 mm ca 0.8 um }= 6 回转和摆动工作台 铣床的主轴 如果一台机床进行铣车复合加工,对主轴 典型要求 典型要求 精度的要求更高。如果工件复杂,部分加 ·中等精度到高精度 高轴速 工运动必须通过多个进给轴和主轴定位的 复合运动才能实现。例如加工螺纹时,单 大直径空心轴 安装空间小 ·对污染不敏感 点刀具需要有确定的角度方向。这时,需 适用编码器 要用400μm信号周期的ERM2400编码 器。其精度更高,例如75.44mm的外径 适用编码器 ·ERM2400系列 ·ERM2200系列 ·ERM2900系列 线数达600线。这远远大于可比尺寸的齿 回转工作合和摆动轴的位置和速度控制需主轴是铣床的重要部件并对铣床性能有重 要编码器输出高质量信号。光学测量基准大影响。主轴性能由其结构,驱动和轴承 的编码器,例如RCN系列,能最理想地满系统决定,但编码器也对主轴性能有决定 足这类应用要求。对中等精度要求,也 性影响。编码器必须支持高转速且必须具 选用模块式磁栅编码器。由于ERM2200有足够刚性。对40000rpm以上的转 编码器的信号周期200Ⅶm比较小,其突出速,ERM2900完全能支持。此外还满足 特点是单信号周期内位置误差特别小,因尺寸紧凑要求。 此能实现比较稳定的轴速。此外,模块式 编码器的典型优点,例如抗污染性能和较 大内径,比较适合这类应用。 特性 海徳汉ERM模块式磁栅编码器有以下特高轴速 纯串行接口 性 磁栅鼓特別适合高轴速应用。技术参数中除输出增量信号外,也能通过EDa2.2接 的最高允许转速还适用于极高载荷情况 口传输位置值信息。正弦扫措信弓在读数 对污染不敏感 时。也就是说允许用最高允许转速和要求头中被高倍频细分且其计数功能将细分的 机床编码器常常接触大量冷却润滑液。特更严格的往复运动连续工作。即使持续制信号转换成位置值。与所有增量式编码器 别是对高速和大直径主轴,密封非常困动和加速过程中的往复运动,也允许用最样,通过参考点确定绝对位置。这些编 难。ERM模块式磁栅编码器的抗污染性能髙允许转速。往复运动是以1000万次交码器需要用距离编码参考点的磁硏鼓,方 貝有突出优点:即使在湿度大,多尘和含替载荷为基础,因此能满足疲劳强度要便编码器“回零” 油的坏境中也能正常工作。 求 EnDat22除具有串行传输位置值优点外, 安装空间小,空心轴直径大 ERM工作噪音很低,包括最高允许转速时还有其他大量优点,例如自动配置,监测 ERM编码器的特点是尺寸小和内径大,最也很低。无附带噪音,例如齿轮运动声和诊断功能以及高可靠性地传输数据。 大内径410mm。如果需要更大直径,也音。 可提供 信号质量高 安装简易 ERM模块式磁栅编码器输岀信号的特点是 磁册鼓和读数头的安装非常简单且不需要信号质量高:它与信号周期一起,信号质 太多调整。磁栅鼓通过定心环固定在內圆量对单信号周期内位置误差有决定性影 周上。通过隔离片可方便地使读数头与磁响。与许多海德汉其它编码器一样,模块 栅鼓保持正确的相互位置。如果满足推荇弌磁枬编码器的单信号周期内位置误差远 的安装公差要求,也不一定需要检查输出远小于信号周期的1%。ERM2200和ERM 信号或重新进行调整。 200系列磁栅编码器的单信号司期位詈误 差通常小于信号周期的05%。 se opn LoogI 522535 显示器显示功能冗余的有效数字信息(例如用 ATS软件) 三RM磁栅 测量原理 测量基准 磁性扫描 增量测量法 海德汉公司的该编码器的测量基准是周期永磁的 MAGNOD∪R磁栅由磁电传感器扫增量测量法的格栅由周期性栅条组成。位 性格棚一磁棚 描。磁电传感器由磁阻轨组成,磁阻随磁置信息通过计算自某个原点开始的增量数 场变化而变化。当电压作用于该传感器和(测量步距数)获得。轴速通过一定时间 磁栅编码器采用可磁化的合金钢作为磁栅磁栅鼓相对读数头运动时,流过的电流基内的位置变化通过数学计算确定。 基体材料。写磁头沿不同方向产生局邹强于磁场被调制。 磁场以形成南极和北极组成的磁栅 由于需要用绝对参考点确定位置值,因此 ( MAGNOD∪R工艺 磁电传感器特殊的几何排列和用玻璃基体磁栅鼓还有一个参考点或多个参考点的磁 沿圆周的栅距 的传感器确保了信号高质量。此夕,由于轨。参考点确定的磁栅绝对位置值可以精 ERM2200约200m 扫描面积大,因此噪声波被过滤。这些都确到一个测量步距。因此,必须通过扫描 ERM200,ERM2400,ERM2410约是减小单信号周期内位置误差的必备条参考点建立绝对基准点或确定上次选择的 400 um 件 原点。ERM2200和ERM2410的磁栅鼓 ·ERM2900约1000m 的参考点为距离编码参考点。绝对位詈倌 由于电磁相互作用的距离非常小而且要求它使绝对位置值精确到一个测量步通过扫描两个相邻参考点确定(参见“技 一个单独磁轨的磁结构形成参考点信号 术参数”中绝对参老角)。 很小的扫摧问隙,更小的磁栅需要更严格 的安装公差。 磁电扫描通常用于中等精度应用,或被加 工件直径相对磁栅鼓直径较小的应用。 磁阻扫描原理 测量基准 N RB B A 扫描掩膜 末图示B+和B-的磁电传感器 测量精度 角度测量精度主要取决于 编码器方面的误差 以下每一个因素都影响测量结果 ·磁栅质量 有关编码器方面的误差,参见“技术参 信号周期大小 磁棚基体稳定性, 数 ·磁棚一致性和磁栅栅距 扫推质量, 磁栅精度 扫描濾波器结构质量 ·信号处理电路质量, 单信号周期内位置误差 ·传感器特性 磁棚相对轴承的偏心量 模拟信号后续处理的稳定性和动态性能 ·轴承误差,和 磁栅精度 与被测轴的连接。 磁栅精度±a代表磁栅质量。包括 确定单信号周期内位置误差时也必须考虑 磁栅一致性和磁栅栅距 这些影响因素。 这些影响因素包括编码器的误差和应用方·磁栅与其基体的相互位置关系,和 面的误差。为了评估最终总误差,必须考 磁棚基体的稳定性,也用于保证安装条单信号周期内位置误差±u用信号周期的 虑其中每一项影响因素 件下的精度。 百分数定义。约200m或400m的EFM 模块式磁栅编码器的单信号周期内位置误 磁栅精度±a在理想条件下通过批量生产差值优于信号周期的±0.5%“技术参 的磁头在信号周期整数倍位置处测量的位数”中提供该值。 置误差确定。 单信号周期内位置误差对小角度运动和重 单信号周期内位置误差 复测量很明显。特别是在速度控制环中 单信号周期内位置误差±u代表扫描质 它将导致速度波动。 量,对带波形滤波或计数电子电路的编码 器代表信号处理电子电路质量。但对正弦 输出信号的编码器,信号处理误差受后续 电子电路影响 单圈位置误差 单信号周期内位置误差 t a 单信号周期内位置误 差 脚 0 90 270° 360° 位置 信号周期 360°电子角 回 B 10

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