RLS AksIM Datenblatt
Off-axis absolutes winkelmesssystem
Inhaltsverzeichnis
Datenblatt
MHAD07_01
Ausgabe 1, 3. Mai 2017
AksIM™ off-axis absolutes Winkelmesssystem
AksIM™ ist ein berührungsloser,
leistungsstarker absoluter off-axis
Drehgeber für Anwendungen mit
begrenzten Platzverhältnissen.
Durch den Hohlring, die absolute
Funktionsweise und die hohen
Betriebsgeschwindigkeiten eignet
sich dieses Messsystem für
verschiedenste Anwendungen.
AksIM™ setzt sich aus einem axial
magnetisierten Ring und einem
Abtastkopf zusammen.
Ausgestattet sind die Systeme mit den
Kommunikationsschnittstellen SSI,
SPI, PWM, BiSS, RS422 (asynchron
seriell) und USB, und sie bieten eine
Reihe binärer Auflösungen bis 20 Bit
pro Umdrehung.
AksIM™ eignet sich zum Betrieb im
Temperaturbereich von -30 °C bis
+85 °C und ist resistent gegenüber
Stößen und Vibrationen.
Das System verfügt über eine
fortschrittliche eingebaute
Selbstüberwachungsfunktion,
die kontinuierlich verschiedene
interne Parameter überprüft.
Fehlerprotokollierung, Warnungen
und andere Statussignale sind an
allen digitalen Schnittstellen verfügbar
und werden über die integrierte LED
angezeigt.
Das Messsystem AksIM™ ist für
den Einsatz in industriellen und
medizinischen Anwendungen geeignet.
Eine typische Anwendung ist das
Gelenk eines Roboterarms mit
einer durch den Ring verlaufenden
Kabelzuführung oder ein
Präzisionsgetriebe, bei dem der Ring
an der Hauptantriebswelle angebracht
ist.
Kundenspezifische Lösungen für
die OEM-Integration sind ebenfalls
erhältlich.
● Absolutes System
● Speziell entwickeltes
Magnetsensor-ASIC
● Keine Hysterese
● Auflösungen bis zu 20 Bit
● Erfassung mehrerer
Wellenumdrehungen (Multiturn-
Option)
● Hohe Betriebsgeschwindigkeit
● Minimale Bauhöhe,
berührungslos
● Integrierte Selbstüberwachung
● Integrierte Status LED
● Kommunikationsschnittstellen
SSI, SPI, PWM, BiSS, RS422
(asynchron seriell) oder USB
● Korrosionsbeständiger
Magnetring
A
associate company
®
Inhaltsverzeichnis
Inhaltszusammenfassung für RLS AksIM
- Seite 1 ● Erfassung mehrerer verschiedenste Anwendungen. und werden über die integrierte LED Wellenumdrehungen (Multiturn- angezeigt. Option) AksIM™ setzt sich aus einem axial magnetisierten Ring und einem Das Messsystem AksIM™ ist für ● Hohe Betriebsgeschwindigkeit Abtastkopf zusammen. den Einsatz in industriellen und ●...
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Seite 2: Lagerung Und Handhabung
Datenblatt MHAD07_01 Lagerung und Handhabung WARNHINWEIS: Magnetringe sollten auf ihrer Oberfläche keinen Magnetfeldstärken von über 50 mT ausgesetzt werden. Magnetfeldstärken von über 50 mT können zu einer Beschädigung des Rings führen. Chemische Beständigkeit Abtastkopf Der MHA Abtastkopf ist gegen viele verbreitete Fette und Öle beständig. -
Seite 3: Abmessungen
® Abmessungen Abmessungen und Toleranzen in mm. Ring MRA7 R20 min. dynamisch R10 min. statisch 4 min. ABTASTKOPFABSTAND 0,2 ±0,1 Ø 2,9 DURCH 3,9 ±0,05 Detail A Ø 5,5 2,4; 6× HINWEIS: Positive Messrichtung GUS. Ring MRA8 R20 min. dynamisch R10 min. -
Seite 4: Technische Daten
Datenblatt MHAD07_01 Technische Daten Systemdaten Art der Messung Axiale Messung Von 16 bis zu 20 Bit und 16 Bit Erfassung mehrerer Wellenumdrehungen (Multiturn-Option) (siehe Auflösung Kapitel Verfügbare Auflösungen auf Seite 8) Maximale Geschwindigkeit > 10.000 min-1 ±0,05° (vor der Installation - Fehler durch ungenaue Montage des Abtastkopfes, des Rings und der Gebergenauigkeit Antriebswelle nicht berücksichtigt) Systemgenauigkeit... - Seite 5 ® Installationsanleitung Einstellung der axialen Position (Abtastkopfabstand) Der Nennabstand zwischen dem Sensor am Abtastkopf und dem Gummi am Ring beträgt 0,2 mm ± 0,1 mm. Zum Erreichen dieses Abstands sollte die Grundfläche des Rings mit der Unterseite des Abtastkopfes auf gleicher Höhe sein. Siehe Teilzeichnung „Detail A“ in der Darstellung auf der Seite 3.
- Seite 6 Datenblatt MHAD07_01 Installationszeichnung für MHA7 und MRA7 Montagefläche für den Abtastkopf MHA7 MRA7 MHA7TACC01 M3×8; 2× Ø 2 Löcher für die Positionierung zum MRA7 Ring mit MHA7TACC01 Werkzeug M2,5×5; 6× Ø 25 f7 WELLE Empfohlener Bolzen M2,5 ISO 4762 / DIN 912 Installationszeichnung für MHA8 und MRA8 Montagefläche für den Abtastkopf MRA8...
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Seite 7: Elektrische Anschlüsse
® Elektrische Anschlüsse Drahtfarbe Asynchron-seriell RS422 BiSS SPI-Slave Gehäuse Äußere Geber/Maschinengehäuse (Erdungsanschluss) Schirmung Innere 0 V (GND) Schirmung Empfangsdateneingang + Clock+ SCK (Takteingang) Blau Empfangsdateneingang – Clock– MA– CS (Chip Select) Grau Status Status * Braun 5 V Spannungsversorgung Grün MISO Sendedatenausgang + Data+... -
Seite 8: Verfügbare Auflösungen
Datenblatt MHAD07_01 Kommunikationsschnittstellen Asynchron-seriell RS422 Baudrate 115,2 kbps, 128 kbps, 230,4 kbps, 256 kbps, 500 kbps, 1 Mbps Datenformat 8 Bit, keine Parität, 1 Stoppbit Aktualisierungsrate Auf Abruf oder kontinuierlich Auflösung Siehe folgende Tabelle Latenz 200 µs Grundfrequenz 122,07 Hz, 274,66 Hz, 366,21 Hz, 549,32 Hz, 1098,6 Hz Aktualisierungsrate Entspricht Grundfrequenz Auflösung... -
Seite 9: Asynchrone Serielle Kommunikationsschnittstelle Über Rs422
® Asynchrone serielle Kommunikationsschnittstelle über RS422 Geberidentifikation, Positionsdaten und Temperatur sind per Request-Response-Kommunikation über die asynchrone serielle Verbindung verfügbar. Es gibt zwei unidirektionale Kommunikationskanäle, die eine bidirektionale Vollduplex-Datenverbindung bilden. Jeder Kanal besteht aus einer verdrillten Zweidrahtleitung für die differentielle Signalübertragung gemäß RS422-Signalstandard. Die Daten werden mit dem höchstwertigen Bit zuerst übertragen („MSB first“);... - Seite 10 Ein Zurücksetzen auf die Werkseinstellungen ist nicht möglich. Neue Einstellungen bleiben solange erhalten, bis das Messsystem mit anderen Einstellungen neu programmiert wird. Befehlssatz Befehl „v“ (0x76) - Versionsanfrage Antwort - Information über Ausführungsvariante und Seriennummer 5 Bytes ASCII Identifikationsstring („AksIM“) 1 Byte ASCII Leerzeichen 8 Bytes ASCII Seriennummer 16 Bytes ASCII Artikelnummer 1 Byte binär Firmwareversion 1 Byte binär Kommunikationsschnittstellen-Version (5)
- Seite 11 ® Datenpaketstruktur Geberstatus (zwei Bytes): b15 : b10 Reserviert, immer Null Allgemeiner Status Fehler. Falls das Bit gesetzt ist, ist die Position nicht gültig. Warnung. Falls das Bit gesetzt ist, erreicht der Geber fast die Betriebsgrenzwerte. Position ist gültig. Auflösung und/oder Genauigkeit möglicherweise geringer als spezifiziert.
- Seite 12 Datenblatt MHAD07_01 PWM - Pulsweitenmodulations-Schnittstelle Die PWM-Kommunikationsschnittstelle besteht aus zwei digitalen Signalen: dem Statussignal und dem Signal PWM Out. Sie ist 3,3 V TTL-kompatibel. Elektrische Verbindung Die Signale Status und PWM Out sind 3,3 V TTL-kompatibel. Diese Signale besitzen einen schwachen ESD-Schutz. Der Abtastkopf ist daher mit besonderer Sorgfalt in einer ESD-geschützten Umgebung und mit ESD-Schutz zu behandeln.
- Seite 13 ® SSI - Synchrones serielles Interface Die Geberposition (als bis zu einem 20 Bit Binärcode) und der Geberstatus sind über das SSI-Protokoll abrufbar. Die Positionsdaten sind linksbündig. Auf die Positionsdaten folgen zwei Bits für den allgemeinen Status und anschließend die detaillierten Statusinformationen.
- Seite 14 Datenblatt MHAD07_01 Maximale Frequenz Takt Daten RESP STABLE Der Abtastkopf benötigt 170 ns, um auf eingehende Taktsignale zu antworten (t ). Änderungen am Datensignal werden für 170 ns RESP nach der steigenden Flanke in der Taktleitung verzögert. Eine weitere Verzögerung ergibt sich durch die Zeit für die Übertragung des Signals über das Kabel zum Abtastkopf und zurück (t ).
- Seite 15 ® Geberposition b30 : b11 Geberposition – Linksbündig, MSB zuerst, LSB zuletzt. Ist die Auflösung des Gebers kleiner als 20 Bit, werden die letzten Bits der Geberposition (die nicht verwendet werden) auf Null gesetzt. Allgemeiner Status Fehlerbit. Falls gesetzt, ist die Position nicht gültig. Warnbit.
- Seite 16 Datenblatt MHAD07_01 BiSS-C Schnittstelle Die Geberposition (als bis zu einem 20 Bit Binärcode) und der Geberstatus sind über das BiSS-Protokoll abrufbar. Die Positionsdaten sind linksbündig. Auf die Positionsdaten folgen zwei Statusbits (aktiv „low“), gefolgt von (invertierten) CRC-Bits. BiSS wird für den Punkt-zu-Punkt-Betrieb implementiert; mehrere Slaves werden nicht unterstützt. Die Kommunikation erfolgt unidirektional, der Abtastkopf ist nicht vom Benutzer programmierbar und kann keine kundenspezifischen Parameter speichern.
- Seite 17 14 ns/m PROP * Der Wert „Bandbreite“ bezeichnet die mechanische Bandbreite. Das AksIM erfasst Positionen bei 5 kHz, daher sind alle mechanischen Veränderungen, die schneller als mit 2,5 kHz auftreten nicht am Ausgang erfassbar (Nyquist-Theorem). Geht eine Positionsabfrage schneller als die Abtastfrequenz ein, wird die Position zum Zeitpunkt der Abfrage anhand der aktuellen Ringgeschwindigkeit erneut vom AksIM Messsystem berechnet.
- Seite 18 Datenblatt MHAD07_01 SPI - Serial Peripheral Interface (Slave-Modus) Die SPI-Schnittstelle dient zur Kommunikation mit in der Nähe befindlichen Geräten. Elektrische Verbindung Alle Datensignale führen LVTTL-Pegel (3,3 V Logik). Die Eingänge sind 5 V tolerant. Die maximale Stromaufnahme, die aus den Signalleitungen entnommen oder diesen zugeführt wird, sollte nicht mehr als 20 mA betragen.
- Seite 19 ® SPI-Slave - einfacher Modus (Variante S) Datenpaketstruktur Datenpaket ist 16 Bit lang. MSB zuerst. Linksbündig. Nur Position, keine Statusbits. Nur 16-Bit-Auflösung verfügbar. Wiederholung der Messung max. 5000 Mal pro Sekunde. Falls höher, werden dieselben Positionsdaten möglicherweise zweimal gelesen. Statussignal Das Statussignal gibt den aktuellen Zustand des Gebers an.
- Seite 20 Datenblatt MHAD07_01 SPI-Slave - erweiterter Modus (Variante A) Datenpaketstruktur Datenpaket ist 40 Bit lang. MSB zuerst. Positionsdaten sind linksbündig. Wiederholung der Messung max. 5000 Mal pro Sekunde. Falls höher, werden dieselben Positionsdaten möglicherweise zweimal gelesen. b31 : b12 b11 : b10 b9 : b2 b1 : b0 c7 : c0...
- Seite 21 ® SPI-Slave - erweiterter Modus mit Zeitstempel (Variante T) Datenpaketstruktur Datenpaket ist 56 Bit lang. MSB zuerst. Positionsdaten sind linksbündig. Wiederholung der Messung max. 5000 Mal pro Sekunde. Falls höher, werden dieselben Positionsdaten möglicherweise zweimal gelesen. b31 : b12 b11 : b10 b9 : b2 b1 : b0 t15 : t0...
- Seite 22 Verlängerungskabel, die höhere Versorgungsströme (min. 200 mA) führen können, auf 5 Meter verlängert werden. USB-Treiber USB-Treiber für den virtuellen COM-Port unter Windows stehen auf der Website von RLS zur Verfügung: www.rls.si/AksIM. Der Geber sollte automatisch unter einem Linux System und Mac OS X erkannt werden. Er verwendet den Treiber der universellen seriellen Schnittstelle (Communication Device Class, CDC).
- Seite 23 ® Datenpaketstruktur Geberstatus (zwei Bytes): b15 : b10 Reserviert; immer Null Allgemeiner Status Fehler. Falls das Bit gesetzt ist, ist die Position nicht gültig. Warnung. Falls das Bit gesetzt ist, erreicht der Geber fast die Betriebsgrenzwerte. Position ist gültig. Auflösung und/oder Genauigkeit möglicherweise geringer als spezifiziert.
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Seite 24: Latenz Bei Asynchroner Serieller Kommunikation
Datenblatt MHAD07_01 Latenz bei asynchroner serieller Kommunikation Der Abtastkopf hat einen internen Zyklus zur Positionserfassung, der bei 5 kHz (±10 %) ausgeführt wird. Ein Zyklus dauert 200 µs. Er ist nicht von der Anfragefrequenz abhängig. Die Steuerung sendet die Anfrage. Empfängt der Abtastkopf eine Anfrage, nachdem dieser gerade einen neuen Zyklus gestartet hat, dauert es 200 µs bis die neue Position verfügbar ist. -
Seite 25: Artikelnummern Für Abtastkopf
® Artikelnummern für Abtastkopf 7 SF 16B T Modell MHA - Magnetischer Abtastkopf AksIM Spezielle Anforderungen 00 - Keine speziellen Anforderungen MRA Ringkompatibilität (Standard) 7 - Zur Verwendung mit Ring MRA7 0M - Kabellänge in Metern 8 - Zur Verwendung mit Ring MRA8 Steckeroption A - 9-pol. -
Seite 26: Empfohlene Literatur
Datenblatt MHAD07_01 Anhang 1 - 8-Bit CRC-Berechnung mit 0x97 Polynom Einige der Kommunikationsschnittstellen bieten einen CRC-Wert (Prüfsumme), um die aus dem Geber ausgelesenen Daten auf ihre Richtigkeit zu prüfen. Dieses Kapitel zeigt ein Beispiel für die CRC-Berechnung auf der Empfängerseite. Die CRC-Berechnung muss stets für den vollständigen Datensatz, einschließlich aller reservierten Bits, ausgeführt werden. - Seite 27 ® Anhang 2 - 6-Bit CRC-Berechnung mit 0x43 Polynom für BiSS Die BiSS Kommunikationsschnittstelle bietet einen CRC-Wert (Prüfsumme), um die aus dem Geber ausgelesenen Daten auf ihre Richtigkeit zu prüfen. Dieses Kapitel zeigt ein Beispiel für die CRC-Berechnung auf der Empfängerseite. Die CRC-Berechnung muss stets für den vollständigen Datensatz ausgeführt werden.
- Seite 28 Auf Grund des Datenblatts MHAD01_10 RLS merilna tehnika d.o.o. ist um die Richtigkeit und Aktualität dieses Dokuments bemüht, übernimmt jedoch keinerlei Zusicherung bezüglich des Inhalts. Eine Haftung oder Garantie für die Aktualität, Richtigkeit und Vollständigkeit der zur Verfügung gestellten Informationen ist folglich ausgeschlossen.