GEL 2444 K PG Parametriebarer Drehzahl- und Positionssensor mit Betriebsstundenzähler
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GEL 2444K PG Parametrierbarer Drehzahl- und Positionssensor mit Betriebsstundenzähler Technische Information Stand 2015-03 ... automates motion. LENORD +BAUER Internet: www.lenord.de E-Mail: [email protected]Telefon: +49 208 9963–0 Telefax: +49 208 676292 Lenord, Bauer & Co. GmbH Dohlenstraße 32 46145 Oberhausen, Deutschland DS21-2444K_P Allgemeines Das Messsystem besteht aus einer Abtasteinheit dem MiniCODER plus und einem Präzisionsmesszahnrad Präzisionsmesszahnräder zum Anbau an Wellen mit ei- nem Wellendurchmesser von 8 mm bis über 500 mm sind gesondert zu bestellen Magnetoresistive Sensoren tasten das Messzahnrad berührungslos ab und erfassen die Drehzahl Ausgangssignale sind sin/cos-Signale und deren inver- se Signale Positionserfassung durch Auswerten einer Referenz- marke (digitales Referenzsignal) Aufzeichnen der Minimal- und Maximaltemperatur im Sensor Parametrierbarer Betriebsstundenzähler mit sieben Drehzahlbereichen Zertifikat Safety integrated Automatischer Signalabgleich mit dem Test- und Pro- grammiergerät (siehe Zubehör, → Seite 11) Auslesen von Seriennummer und Typenbezeichnung möglich Eigenschaften Ausgangssignal: mit hoher Signalgüte (sin/cos), Referenzimpuls Frequenzbereich: 0 … 200 kHz Schutzart: Vorteile Schnelle Montage und Inbetriebnahme durch einfaches Überprüfen und Einstellen der Parameter im montierten Zustand ohne Öffnen der Spindel mit dem Test- und Programmiergerät Transparentes Belastungsmonitoring durch integrierten Betriebsstundenzähler und Datenspeicher Einbaukompatibel zu allen MiniCODER-Versionen Einsatzgebiet Werkzeugmaschinenbau - Positions- und Drehzahlerfassung in HSC-Spindeln (High Speed Cutting), Fräs- und Schleifspindeln - Elektronische Synchronisation von Schraubenspin- deln in Vakuumpumpen Drehzahl- und Positionsmessung in Prüfständen, Moto- ren (Hybridantrieben, Torquemotoren)
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GEL 2444K PG Parametrierbarer Drehzahl- und Positionssensormit Betriebsstundenzähler
Das Messsystem besteht aus einer Abtasteinheit demMiniCODER plus und einem PräzisionsmesszahnradPräzisionsmesszahnräder zum Anbau an Wellen mit ei-nem Wellendurchmesser von 8 mm bis über 500 mmsind gesondert zu bestellenMagnetoresistive Sensoren tasten das Messzahnradberührungslos ab und erfassen die DrehzahlAusgangssignale sind sin/cos-Signale und deren inver-se SignalePositionserfassung durch Auswerten einer Referenz-marke (digitales Referenzsignal)Aufzeichnen der Minimal- und Maximaltemperatur imSensorParametrierbarer Betriebsstundenzähler mit siebenDrehzahlbereichenZertifikat Safety integratedAutomatischer Signalabgleich mit dem Test- und Pro-grammiergerät (siehe Zubehör,→ Seite 11)Auslesen von Seriennummer und Typenbezeichnungmöglich
Schnelle Montage und Inbetriebnahme durch einfachesÜberprüfen und Einstellen der Parameter im montiertenZustand ohne Öffnen der Spindel mit dem Test- undProgrammiergerätTransparentes Belastungsmonitoring durch integriertenBetriebsstundenzähler und DatenspeicherEinbaukompatibel zu allen MiniCODER-Versionen
Einsatzgebiet
Werkzeugmaschinenbau- Positions- und Drehzahlerfassung in HSC-Spindeln(High Speed Cutting), Fräs- und Schleifspindeln
- Elektronische Synchronisation von Schraubenspin-deln in Vakuumpumpen
Drehzahl- und Positionsmessung in Prüfständen, Moto-ren (Hybridantrieben, Torquemotoren)
Die Messeinheit besteht aus einer Abtasteinheit und einemPräzisionsmesszahnrad. Dabei kommt das System ohneeigene Lagerung aus, denn das Messzahnrad wird direktauf die Welle montiert. Das System arbeitet berührungslosund ist extrem kompakt. Es erfasst die Drehzahl und Posi-tion einer rotierenden Welle.Sensorik, Magnet und Elektronik sind mit modernster Mik-rosystemtechnik gefertigt und vollvergossen, so sind siebesonders unempfindlich gegenüber Schocks und Vibrati-onen. Das System ist wartungs- und verschleißfrei.Der MiniCODER plus ist einbaukompatibel zumMiniCODER comfort mit axialem Kabelabgang. Der axialeKabelabgang erlaubt das flexible Verlegen des Kabels, da-bei ist der minimale Biegeradius zu beachten.Über das Test- und Programmiergerät kann derMiniCODER plus im montierten Zustand, d. h. ohne Öffnenz. B. der Spindel, geprüft und parametriert werden.Es wird über die Anschlussleitung angeschlossen und istals Zubehör erhältlich (siehe Zubehör,→ Seite 11).
Messprinzip
Der MiniCODER enthält einen Magneten. Die Sensoriktastet das Messzahnrad aus ferromagnetischem Materialab. Durch das rotierende Messzahnrad wird das Magnet-feld verändert, dies erfassen die Senorelemente. Die integ-rierte Elektronik setzt die Magnetfeldänderungen insin/cos-Signale um und gibt sie an eine externe Elektronikaus.
Funktionalität
Folgende erweiterte Funktionen sind nach Anschluss desTest- und Programmiergeräts verfügbar:
Automatischer SignalabgleichOptimieren des AmplitudengleichlaufsSchrittweise Verringerung/Erhöhung der Amplituden dersin/cos-SignaleMinimieren des Offsets der sin/cos-SignaleErstellen eines BerichtsInbetriebnahmeassistent zur Optimierung der Montage-zeiten
Für die korrekte Funktion des automatischenSignalabgleichs ist eine sorgfältige Montage so-wie die Einhaltung der Toleranzen erforderlich.
Parametrierbarer BetriebsstundenzählerFestlegen von 7 DrehzahlbereichenSpeichern und Abrufen der BetriebsstundenSpeichern und Abrufen der Anzahl der HochläufeErstellen eines Berichts
Im Sensor gespeicherte InformationenAuslesen der Spindelnummer (Zuordnung der Spindel)Auslesen von Typenschlüssel und Seriennummer zurIdentifikation des SensorsGesamtbetriebszeit des SensorsTemperaturspitzen im Sensor:höchste und niedrigste gemessene Temperatur
Beschreibung
DS21-2444K_P (2015-03) Lenord, Bauer & Co. GmbH 3
Auswahloptionen
Signalmuster
Ausgangssignale sind sin/cos-Signale zur Richtungserken-nung (Spuren 1 und 2) und deren inverse Signale, Signal-muster K.
1
1
2
2
NN
N ReferenzsignalDie Phasenlage des Referenzsignals zu den Spursignalen istabhängig von der Referenzmarke.
Referenzmarken
Zur Generierung eines Referenzsignals ist eine Referenz-marke am Messzahnrad erforderlich (siehe→ Seite 10).Der MiniCODER plus wertet folgende Referenzmarkenaus: Fahne, Nut, Zahn (1).
Kabelabgang
Der MiniCODER plus ist mit folgendem Kabelabgang lie-ferbar:
Kabelabgang axial G
Modul
Der MiniCODER muss passend zum Modul des Mess-zahnrads bestellt werden (siehe→ Seite 10), wählbaresModul: 0,3 / 0,5 .
Anschlussausführung
Folgende Anschlussausführungen sind lieferbar:offenes Kabelende Typ K17-polige Einbaudose, gerade, M23 (Stiftteil) Typ N17-polige Einbaudose, gewinkelt, M23 (Stiftteil) Typ M
Kabellänge
Bei der Anschlussausführung K (Kabelende offen) stehen4 Kabellängen zur Auswahl: 30, 150, 250, 600 cm. BeiKonfektionierung der Anschlussleitung mit Einbaudose istdie Kabellänge in cm anzugeben.Nähere Angaben zu Kabeltyp und Eigenschaften sieheTechnisch Daten (→ Seite 4).
Kabel für Temperaturfühler (2 m)
Auf Wunsch wird bei Lieferung der Anschlussausführun-gen M und N das Kabel für den Temperaturfühler an dieEinbaudose angeschlossen (siehe→ Seite 9).Kabeltyp TEFLON Kabel, 2 x 0,14 mm2
Außendurchmesser: 2,8 mm (± 0,1)Min. Biegeradius: 20 mm
(1) Für Neukonstruktion empfohlen
Technische Daten
4 Lenord, Bauer & Co. GmbH DS21-2444K_P (2015-03)
Sensortyp GEL 2444K 3 GEL 2444K 5
Messzahnrad
Modul 0,3 0,5
Breite der Messspur ≥ 4,0 mm
Material ferromagnetischer Stahl
Referenzmarke Fahne, Nut, Zahn (1)
Geometrische Daten
Mittenabstand zwischen Sensorelementen (Spur 1/2 zu N) 6 mm
Abstand Montagefläche zu Sensorelement (Spur 1/2) 9,5 mm
Zulässiger Luftspalt 0,15 mm ± 0,02 mm 0,20 mm ± 0,03 mm
Elektrische Daten
Versorgungsspannung UB 5 V DC ± 5%, verpolungsgeschützt, überspannungsge-schützt
Ausgangspegel 1 VSS Differenzsignal
Ausgangssignal zwei um 90° versetzte Sinussignale und deren inverseSignale, kurzschlussfest; Option: Referenzimpuls
Ausgangsfrequenz 0…200 kHz (2)
Leistungsaufnahme ohne Last ≤ 0,3 W
Elektromagnetische Verträglichkeit EN 61000–6–1 bis 4
Isolationsfestigkeit 500 V, nach EN 60439–1
Mechanische Daten
Masse 30 g
Gehäusematerial Zink-Druckguss
Arbeitstemperaturbereich -30 °C … +85 °C
Betriebs– und Lagertemperaturbereich -40 °C … +120 °C
Schutzart IP 68
Vibrationsfestigkeit 200 m/s2, nach DIN EN 60068-2-6
Schockfestigkeit 2000 m/s2, nach DIN EN 60068-2-27
Elektrischer Anschluss
Aderzahl x Aderquerschnitt 9 x 0,15 mm2
Max. zulässige Kabellänge 100 m (3)
Kabeldurchmesser 5 mm
Min. Biegeradius 25 mm
(1) Für Neukonstruktion empfohlen(2) bei einer Leitungskapazität von 5 nF(3) Spannungsabfall auf der Versorgungsleitung beachten
Maßbild
DS21-2444K_P (2015-03) Lenord, Bauer & Co. GmbH 5
Maßbilder GEL 2444K P
mit axialem Kabelabgang
3.75
37.5
5
21.4
17.5
15.5
ø 5
7.75
27
11.6
5
4 -0.05-0.1
1
12.8
4.5
Maßbild
6 Lenord, Bauer & Co. GmbH DS21-2444K_P (2015-03)
Bohrbild und Einbaumaße
d
ba
mn
90° ± 5.7ʹ
A
A0.01 4 H7 (2 tief/deep)
27 ± 0.1
18
7
M 4
r a -
1
r a
alle Maße in mm
a Breite der Messspur: ≥ 4,0 mm
b Abstand Montagefläche zu Zahnrad: abhängig von Geometrie des Messzahnrads (z.B. Breite der Messspur)
d Luftspalt: abhängig vom Modul (siehe Luftspalttabelle)
g Breite des Messzahnrads
m Abstand Montagefläche zu Mitte der Messspur: abhängig der von Geometrie des Messzahnrads
n Mittenabstand Messspur zu Referenzspur: abhängig der von Geometrie des Messzahnrads
ra = da/2 (mit da = Kopfkreisdurchmesser des Zahnrads)
Einbaumaße für Standard-Messzahnräder
Maß ZA- ZAN ZAZ
g 4 10 10
a1/2 4 4 6
aN - 4 4
b 7,5 7,5 7,5
m 9,5 ± 0,5 9,5 ± 0,5 10,5 ± 0,5
alle Maße in mmPosition der Sensorelemente: c1 = 9,5 mm; c2 = 6 mm
ZA- ZAN ZAZ
a1/2
g
a1/2
aNaN
a1/2
c1c2
gg
bb b
c1c2
c1
Luftspalttabelle
Moduloption Modul Luftspalt d, Einstellmaß ± Abstandstoleranz
3 0,3 0,15 mm ± 0,02 mm
5 0,5 0,20 mm ± 0,03 mm
Zur Erleichterung der Montage wird dem MiniCODER eine entsprechende Abstandslehre beigelegt.
Für die Erfassung rotatorischer Bewegungen bilden Mini-CODER zusammen mit Messzahnrädern eine Einheit. DieMesszahnradgröße und damit der Durchmesser hängendirekt vom Modul und der Anzahl der Zähne ab.
Standard-Messzahnräder
Standard-Messzahnräder sind kurzfristig ab Werk lieferbar.Spezifikationen und Ausführungen siehe „Technischen In-formationen ZAx / ZFx“.
Kundenspezifische Messzahnräder
Kundenspezifische Messzahnräder werden auf Kunden-wunsch individuell gefertigt. Senden Sie uns bitte eineKonstruktionszeichnung ihres Messzahnrades (möglichstals dxf-Datei) an [email protected].
Modul
Der Modul ist ein Verzahnungsmaß für Zahnräder und be-schreibt den Zusammenhang zwischen der Anzahl derZähne und dem Teilkreisdurchmesser des Zahnrades. Fürdie meisten Anwendungen ist der Außendurchmesser desMesszahnrads ausschlaggebend. Bei gleicher Zähnezahlgilt, je kleiner der Modul um so kleiner ist der Außendurch-messer.
Der MiniCODER muss passend zum Modul desMesszahnrads bestellt werden.
Referenzmarken
Der MiniCODER kann Referenzmarken der Form Nut,Fahne oder Zahn detektieren. Der erfasste Impuls kannzum Referenzieren der Position eingesetzt werden. Diesist zum Beispiel für das automatische Wechseln einesWerkzeuges an einer Fräs- oder Schleifspindel erforder-lich.Die Auswahl der Referenzmarke wird durch Größe undDrehzahl des eingesetzten Messzahnrads bestimmt, dabeide Größen die auf die Referenzmarke wirkenden Kräftebeeinflussen. Bei Neukonstruktionen empfehlen wir denEinsatz eines Messzahnrads mit Referenzmarken-Variante„Z“.
Referenzmarke N – Fahne
Eine im Messzahnrad integrierte Metallfahne, deren Positi-on genau zwischen zwei Zähnen liegt, wird detektiert. DieFahne muss aus ferromagnetischem Material bestehenund darf nicht über den Kopfkreis des Messzahnrads hi-nausragen. Aufgrund der auf die Referenzfahne wirkendenKräfte ist der Einsatz dieser Variante nur in einem eng be-grenzten Drehzahlbereich zulässig.
Referenzmarke M – Nut
Bei Drehzahlen über 30.000 min-1 ist ein Messzahnrad mitReferenznut einsetzbar. Der MiniCODER detektiert die Re-ferenznut, die zwischen zwei Zähnen sitzt. Aus techni-schen Gründen wird dieses Messzahnrad aus zwei Teilenzusammengefügt.
Referenzmarke Z – Zahn auf Zahn
Diese Messzahnräder sind aus einem Stück gefertigt. Aufeiner Seite werden die Zähne bis auf einen Zahn weggef-räst. So entsteht die Referenzspur mit einem Zahn, der de-tektiert wird. Drehzahlen über 100.000 min-1 sind zulässig.
N = Referenzmarke – Fahne
h = 4 mmb = 0,5 mm
M = Referenzmarke – Nut
t = 1 mm,b = 1,2 mm für Modul 0,3b = 1,6 mm für Modul 0,5
Test von beliebigen Sensoren mit sin/cos-Ausgang1 VSS und Referenzsignal, z.B. MiniCODERÜbertragen der Daten über WLAN an mobile Endgeräte(Tablet, PC etc.)Visualisierung der Daten im Web-Browser, unabhängigvom Betriebssystem
Einsatz zum Überprüfen der Signale auf die Einhaltungvon einstellbaren Toleranzgrenzen- sin/cos-Signale (Amplitude, Offset, Phasenversatz)- Referenzsignal (Amplitude, Offset, Lage und Breite)- Messzahnrad (Beschädigung, Rundlauf, Verzah-nungsqualität)
Festlegen und speichern von unterschiedlichen Tole-ranzgrenzen
Einsatz zum Parametrieren des MiniCODER plus- Automatischer Abgleich der sin/cos-Signale- Konfigurieren/Auslesen des Betriebsstundenzählers- Speichern der 7 konfigurierten Drehzahlbereiche desBetriebsstundenzählers in einem DatensatzAblegen mehrerer Datensätze im GEL 211 möglich
Nähere Informationen zum Test- und Programmiergerätsiehe separate Technische Information „TI GEL 211“
