Balluff BML-S1F Series User manual

Betriebsanleitung
deutsch
BML-S1F_-A/Q ___ -M__0 - _ 0-KA/KD/KF __
BML-S1F_-A/Q ___ -M__0 - _ 0-KA __ -S284

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BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-…
Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
deutsch
1 Benutzerhinweise 5
1.1 Gültigkeit 5
1.2 Verwendete Symbole und Konventionen 5
1.3 Lieferumfang 5
1.4 Zulassungen und Kennzeichnungen 5
2 Sicherheit 6
2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung 6
2.2 Allgemeines zur Sicherheit des Wegmesssystems 6
2.3 Bedeutung der Warnhinweise 6
2.4 Entsorgung 6
3 Aufbau und Funktion 7
3.1 Aufbau 7
3.1.1 Übersicht 7
3.1.2 Positionierung 8
3.2 Funktion 8
3.2.1 Sensorkopf und Maßkörper 8
3.3 Referenzpunktfunktion 9
4 Einbau und Anschluss 10
4.1 Abstände und Toleranzen 10
4.2 Sensorkopf montieren 11
4.3 Elektrischer Anschluss 12
4.3.1 Kabelanschluss/Steckverbinder S284 12
4.4 Spannungsabfall in der Zuleitung 13
4.5 Schirmung und Kabelverlegung 13
5 Inbetriebnahme 14
5.1 System in Betrieb nehmen 14
5.2 Systemfunktion prüfen 14
5.3 Hinweise zum Betrieb 14
6 Schnittstellen 15
6.1 Analoges Ausgangssignal
(BML-S1F_-A…) 15
6.2 Digitales Rechtecksignal
(BML-S1F_-Q…) 16
6.2.1 Digitales inkrementelles Messsystem 16
6.2.2 Maximale Verfahrgeschwindigkeit, Auflösung und Flankenabstand 17
6.2.3 Zusätzliche Parameter für rotative Anwendungen 18
6.3 Schaltung für Referenzposition 18
7 Technische Daten 19
7.1 Genauigkeit 19
7.2 Umgebungsbedingungen 19
7.3 Spannungsversorgung 19
7.4 Ausgang 19
7.5 Maße, Gewichte 19
7.6 Anschluss 20

4
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Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
deutsch
8 Zubehör 21
8.1 Maßkörper 21
8.2 Steckverbinder 21
8.3 Geführtes Magnetband-Wegmesssystem 21
8.4 BDD-Zähler 21
9 Typenschlüssel 22
10 Anhang 24
10.1 Fehlerbehebung 24
10.2 Zusammenhang Flankenabstand–Zählfrequenz 25
10.3 Typenschild 25

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1.1 Gültigkeit
Diese Anleitung beschreibt Aufbau, Funktion und Einbau
des magnetkodierten Wegmesssystems BML.
Sie gilt für die Sensorkopfbaureihen
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-KA/KD/KF__ und
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-KA__-S284
(sieheTypenschlüssel auf Seite22 und 23).
Die Anleitung richtet sich an qualifizierte Fachkräfte. Lesen
Sie diese Anleitung, bevor Sie das Wegmesssystem
installieren und betreiben.
In Darstellungen dieser Anleitung ist stellvertre-
tend für alle Maßkörper der Maßkörper mit
1mm Polbreite abgebildet.
1.2 Verwendete Symbole und Konventionen
Einzelne Handlungsanweisungen werden durch ein
vorangestelltes Dreieck angezeigt.
►Handlungsanweisung 1
Handlungsabfolgen werden nummeriert dargestellt:
1. Handlungsanweisung 1
2. Handlungsanweisung 2
Hinweis, Tipp
Dieses Symbol kennzeichnet allgemeine
Hinweise.
1.3 Lieferumfang
– Sensorkopf
– Kurzanleitung
Die Maßkörper sind in unterschiedlichen Aus-
führungen lieferbar und deshalb gesondert zu
bestellen.
1.4 Zulassungen und Kennzeichnungen
UL-Zulassung
File No.
E227256
Mit dem CE-Zeichen bestätigen wir, dass
unsere Produkte den Anforderungen der
aktuellen EMV-Richtlinie entsprechen.
Der Wegaufnehmer erfüllt die Anforderungen der folgenden
Produktnorm:
– EN 61326-2-3 (Störfestigkeit und Emission)
Emissionsprüfungen:
– Funkstörstrahlung
EN 55011
Störfestigkeitsprüfungen:
– Statische Elektrizität (ESD)
EN 61000-4-2 Schärfegrad 3
– Elektromagnetische Felder (RFI)
EN 61000-4-3 Schärfegrad 3
– Schnelle transiente Störimpulse
(Burst)
EN 61000-4-4 Schärfegrad 1
– Stoßspannungen (Surge)
EN 61000-4-5 Schärfegrad 2
– Leitungsgeführte Störgrößen,
induziert durch hochfrequente
Felder
EN 61000-4-6 Schärfegrad 3
– Magnetfelder
EN 61000-4-8 Schärfegrad 4
Nähere Informationen zu Richtlinien, Zulassun-
gen und Normen sind in der Konformitätserklä-
rung aufgeführt.
1 Benutzerhinweise
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Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
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2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung
Das magnetkodierte Wegmesssystem BML ist für die
Kommunikation mit einer Maschinensteuerung (z.B. SPS)
vorgesehen. Es wird zu seiner Verwendung in eine
Maschine oder Anlage eingebaut. Die einwandfreie Funk-
tion gemäß den Angaben in den technischen Daten wird
nur mit original BALLUFF-Zubehör zugesichert, die Ver-
wendung anderer Komponenten bewirkt Haftungsaus-
schluss.
Eine nicht bestimmungsgemäße Verwendung ist nicht
zulässig und führt zum Verlust von Gewährleistungs- und
Haftungsansprüchen gegenüber dem Hersteller.
2.2 Allgemeines zur Sicherheit des
Wegmesssystems
Die Installation und die Inbetriebnahme darf nur durch
geschulte Fachkräfte mit grundlegenden elektrischen
Kenntnissen erfolgen.
Eine geschulte Fachkraft ist, wer aufgrund seiner fachli-
chen Ausbildung, seiner Kenntnisse und Erfahrungen
sowie seiner Kenntnisse der einschlägigen Bestimmungen
die ihm übertragenen Arbeiten beurteilen, mögliche Gefah-
ren erkennen und geeignete Sicherheitsmaßnahmen treffen
kann.
Der Betreiber hat die Verantwortung, dass die örtlich
geltenden Sicherheitsvorschriften eingehalten werden.
Insbesondere muss der Betreiber Maßnahmen treffen,
dass bei einem Defekt des Wegmesssystems keine Gefah-
ren für Personen und Sachen entstehen können.
Bei Defekten und nicht behebbaren Störungen des Weg-
messsystems ist dieses außer Betrieb zu nehmen und
gegen unbefugte Benutzung zu sichern.
2.3 Bedeutung der Warnhinweise
Beachten Sie unbedingt die Warnhinweise in dieser Anlei-
tung und die beschriebenen Maßnahmen zur Vermeidung
von Gefahren.
Die verwendeten Warnhinweise enthalten verschiedene
Signalwörter und sind nach folgendem Schema aufgebaut:
SIGNALWORT
Art und Quelle der Gefahr
Folgen bei Nichtbeachtung der Gefahr
►Maßnahmen zur Gefahrenabwehr
Die Signalwörter bedeuten im Einzelnen:
ACHTUNG
Kennzeichnet eine Gefahr, die zur Beschädigung oder
Zerstörung des Produkts führen kann.
GEFAHR
Das allgemeine Warnsymbol in Verbindung mit dem
Signalwort GEFAHR kennzeichnet eine Gefahr, die unmit-
telbar zum Tod oder zu schweren Verletzungen führt.
2.4 Entsorgung
►Befolgen Sie die nationalen Vorschriften zur Entsor-
gung.
2 Sicherheit
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Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
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3.1 Aufbau
Anschlussart: ...-KA/KD/KF__
Bild 3-1:
10.05
±0.1
13.1 ±0.1
2×M4
35 –0.05
12 –0.05
5 ±0.0512 ±0.05
8.25
Ø ≤5.6
BML-S1F_-A/Q___-M_ _0-_0-KA/KD/KF__, Aufbau
Anschlussart: ...-KA__-S284
Bild 3-2:
~49
M12
14.5
Ø≤5.6
10.05
±0.1
13.1 ±0.1
2×M4
35 –0.05
12 –0.05
5 ±0.0512 ±0.05
8.25
BML-S1F_-A/Q___-M_ _0-_0-KA__-S284, Aufbau
3 Aufbau und Funktion
3.1.1 Übersicht
BML-S1F1…M_00/
BML-S1F1-Q6…M320
BML-S1F2…M_00/
BML-S1F2-Q6…M320
BML-S1F1…M310 BML-S1F2…M310
– Anfahrtsrichtung längs
– kein Referenzsensor
– Anfahrtsrichtung quer
– kein Referenzsensor
– Anfahrtsrichtung längs
– mit Referenzsensor
– Anfahrtsrichtung quer
– mit Referenzsensor
Inkrementalsensor
Referenzsensor
Bild 3-3: Übersicht Ausführungen
Kabellänge
– Eine 8.8-M3-Zylinderschraube
darf mit max. 1,5Nm angezogen
werden, wenn sie mindestens
10mm eingeschraubt ist.
– Eine 8.8-M4-Zylinderschraube
darf mit max. 2,3Nm angezogen
werden, wenn sie mindestens
10mm eingeschraubt ist.
– Schrauben gegen ungewolltes
Lösen sichern (z.B. mit Siche-
rungslack).
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3Aufbau und Funktion (Fortsetzung)
3.1.2 Positionierung
BML-S1F1… (Anfahrtsrichtung längs)
rechts
links
MaßkörperendeMaßkörperanfang
hinten
vorne
Referenzpunkt
BML-S1F2… (Anfahrtsrichtung quer)
Referenzpunkt
MaßkörperendeMaßkörperanfang
hinten vorne
rechts
links
Inkrementalsensor
Referenzsensor
Bild 3-4: Postitionierung der beiden BML-Typen BML-S1F1… und
BML-S1F2…
3.2 Funktion
Das BML ist ein magnetkodiertes, berührungsloses,
inkrementelles Wegmesssystem, bestehend aus einem
Sensorkopf und einem Maßkörper. Zur Positionierung
werden Sensorkopf und Maßkörper an der Maschine
montiert. Auf dem Maßkörper befinden sich abwechselnd
magnetische Nord- und Südpole.
Der Inkrementalsensor im Sensorkopf misst das magneti-
sche Wechselfeld. Beim berührungslosen Überfahren des
Maßkörpers tastet der Sensor im Sensorkopf die magneti-
schen Perioden ab und die Steuerung kann so den
zurückgelegten Weg ermitteln.
– Für eine korrekte Funktion muss die Unter-
seite des Sensorkopfes immer über dem
Maßkörper liegen (siehe Abstände und
Toleranzen auf Seite10).
– Ausführliche technische Beschreibung und
Montageanleitung für Maßkörper siehe
Maßkörper-Betriebsanleitung unter
www.balluff.com.
Das System ist mit oder ohne Referenzpunktfunktion
lieferbar. Im System mit Referenzpunktfunktion ist die
Referenzposition im Maßkörper integriert und die Funktion
wird über magnetische Abtastung realisiert.
Nicht alle Varianten decken dargestellte Funktio-
nen ab und können von den gezeigten Abbildun-
gen abweichen.
3.2.1 Sensorkopf und Maßkörper
Der Magnetband-Maßkörper ist nicht im Liefer-
umfang enthalten und muss separat bestellt
werden.
Bei der Auswahl des Maßkörpers muss darauf
geachtet werden, dass Magnetband-Maßkörper
und Sensorkopf zusammen passen. Dies gilt im
besonderen für folgende Faktoren:
– Polbreite (1 oder 2mm), siehe unten
– Referenzpunkte (kein, ein, zwei oder mehrere
(fixperiodisch)), siehe Kapitel 3.3
Magnetband-Maßkörper
Polbreite
Sensorkopf
BML-S1F_-_ _ _ _-M_ _0-…
Polbreite Referenzsignal
3 = 1 mm 0 = kein Referenzsignal
5 = 2 mm 1 = mit einzelnem, zweifachem
oder fixperiodischem
Referenzsignal (nicht bei
Polbreite 2mm)
2 = polperiodisches Referenzsi-
gnal (nur bei
BML-S1F…-Q61… (digital),
nicht bei Polbreite 2mm)
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3Aufbau und Funktion (Fortsetzung)
3.3 Referenzpunktfunktion
Für jedes inkrementelle Wegmesssystem ist die Referenz-
position als Startpunkt für die Zählung unabdingbar.
Wie die Referenzposition ermittelt wird, hängt vom Sensor-
kopf, vom Maßkörper und von der Steuerung ab.
Vorteile der polperiodischen und fixperiodischen Maßkör-
per: Der Maßkörper kann in großen Längen gekauft und
selbst zugeschnitten werden.
Die Referenzpunktfunktionen sind sowohl bei linearen als
auch bei runden Maßkörpern möglich.
Kein oder polperiodisches Referenzsignal:
System bestehend aus:
– BML-S1F…-M_00-… (kein) oder
BML-S1F…-Q61…-M320-… (polperiodisch)
– Maßkörper BML-M…-I_ _-…-R0000
BML-S1F1...M_00/BML-S1F1...M320
BML-S1F2...M_00/BML-S1F2...M320
BML-M...-I_ _-...-R0000
Beim einfachsten Wegmesssystem tastet der Sensorkopf
mit den Inkrementalsensoren die magnetischen Perioden
ab. Auf dem Maßkörper befindet sich eine Spur mit mag-
netischen Nord- und Südpolen. Die Position wird von der
Steuerung durch Summieren der gezählten Inkremente
ermittelt.
Beim polperiodischen Referenzsignal wird mit jedem
magnetischen Pol, also alle 1mm, ein Referenzsignal
ausgegeben. In diesem Fall muss ein externer Referenz-
schalter an das gewählte Referenzpunktsignal gesetzt
werden. Die Steuerung wertet die Referenzposition genau
dann aus, wenn der Schalter und das Referenzsignal vom
Sensorkopf aktiv sind.
Einzelnes oder zweifaches Referenzsignal:
System bestehend aus:
– BML-S1F…-M310-…
– Maßkörper BML-M…-I3 _-…-R____/0000 (einzelnes
Signal) oder BML-M…-I3 _-…-R____/____ (zwei-
faches Signal)
BML-S1F1...M310
BML-S1F2...M310
BML-M...-I3 _-...-R_ _ _ _/0000
Ein Sensorkopf mit einem zusätzlichen Referenzpunktsen-
sor kann ein Referenzsignal ausgeben, sobald er den
magnetisch kodierten Referenzpunkt auf der zweiten Spur
des Maßkörpers erreicht. Ein externer Referenzschalter ist
nicht erforderlich.
Fixperiodische Referenzsignale:
System bestehend aus:
– BML-S1F…-M310-…
– Maßkörper BML-M…-I3 _-…-C0006/____
BML-S1F1...M310
BML-S1F2...M310
BML-M...-I3 _-C0006/_ _ _ _
Der Sensorkopf mit einem zusätzlichen Referenzpunktsen-
sor kann auch mit einem Magnetband-Maßkörper mit
fixperiodischen Referenzpunkten kombiniert werden. Hier
sind die Referenzpunkte in bestimmten gleichbleibenden
Abständen, z.B. alle 10cm, über die gesamte Länge im
Maßkörper integriert.
Um die exakte Position zu ermitteln, muss die Referenz-
fahrt bis zum externen Auswahlschalter verlaufen.
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4.1 Abstände und Toleranzen
Bei der Montage ist auf die richtige Ausrichtung des Sen-
sors über dem Maßkörper zu achten. Um die korrekte
Funktion und Linearitätsklasse des Systems zu gewährleis-
ten müssen die Abstände und Toleranzen eingehalten
werden. Empfohlen wird ein Luftspalt von 0,1mm (etwa
eine Papierdicke).
Für optimales Messverhalten muss der Freibe-
reich magnetisierbarer Materialien eingehalten
werden.
Rotationskörper: der minimale Durchmesser von
30mm soll nicht unterschritten werden.
Lineare und rotative Anwendungen:
BML-S1F1
Bild 4-1:
Z
+X−X
10
5
5
Y
+Yaw
–Yaw
Verfahrrichtung Vorwärts, A vor B
Inkrementalsensor
+Roll–Roll
–Pitch
+Pitch
Referenzsensor
Freibereich magnetisierbarer Materialien
Abstände und Toleranzen BML-S1F1…
BML-S1F2
Bild 4-2:
−X
5
5
Z
13
+X
3
Y
Verfahrrichtung Vorwärts, A vor B
–Yaw
–Pitch
+Yaw
+Pitch
–Roll
+Roll
Inkrementalsensor
Referenzsensor
Freibereich magnetisierbarer Materialien
Abstände und Toleranzen BML-S1F2…
4 Einbau und Anschluss
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4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
Abstände/Winkel
BML-…M3_ _…
(1mm ohne/mit Referenzsignal)
BML-…M500…
(2mm ohne Referenzsignal)
BML-S1F1-… BML-S1F2-… BML-S1F1-… BML-S1F2-…
Z(Luftspalt Sensor/Maßkörper) 0,01…0,35mm
(mit Abdeckband max. 0,2mm)
0,01…1,25mm
(mit Abdeckband max. 1,1mm)
Y(seitlicher Versatz) 0,5 ±0,5 0 ±0,5 0,5 ±0,5 0 ±0,5
X(tangentialer Versatz)
Nur rotative Anwendungen: max.±0,5mm
Yaw < ±1°
Pitch < ±1°
Roll < ±1°
Tab. 4-1: Abstände und Toleranzen
4.2 Sensorkopf montieren
ACHTUNG
Funktionsbeeinträchtigung
Unsachgemäße Montage des Maßkörpers und des
Sensorkopfes kann die Funktion des Wegmesssystems
beeinträchtigen und zu erhöhtem Verschleiß führen oder
eine Beschädigung des Systems zur Folge haben.
►Alle zulässigen Abstands- und Winkeltoleranzen
(siehe Kap.4.1) sind strikt einzuhalten.
►Der Sensorkopf darf den Maßkörper über die ge-
samte Messstrecke nicht berühren. Eine Berührung
ist auch dann zu vermeiden, wenn der Maßkörper
mit einem Abdeckband (optional) abgedeckt ist.
►Das Wegmesssystem ist gemäß der angegebenen
Schutzart einzubauen.
Externe magnetische Felder verändern die Funktionsei-
genschaften.
►Der magnetische Maßkörper darf nicht durch starke
externe magnetische Felder (>30mT) beeinflusst
werden.
►Ein direkter Kontakt mit Haftmagneten oder anderen
Dauermagneten ist unbedingt zu vermeiden.
Auf das Kabel am Gehäuse darf keine Kraft einwirken.
►Kabel mit einer Zugentlastung versehen.
Zu großes Anzugsdrehmoment kann das Gehäuse
beschädigen.
►Die Schrauben mit geeignetem Drehmoment anzie-
hen (Hinweis auf Seite 7 beachten).
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12
Bild 4-3:
1
10
9
12
8
7
6
5
4
11
32
Pinbelegung Stecker M12 (Ansicht Stiftseite),
BML-S1F_ _ _-M_ _ _-_0- KA_ _-S284
4.3 Elektrischer Anschluss
Beachten Sie die Informationen zu Schirmung
und Kabelverlegung auf Seite13.
4.3.1 Kabelanschluss/Steckverbinder S284
BML-S1F_ _ _-M_ _ 0-_0-KA/KD_ _ und
BML-S1F_ _ _-M_ _ 0-_0-KA_ _-S284
12-adriges Kabel mit Sense-Leitungen (Messleitungen) zur
Vermeidung von Spannungsabfall in der Zuleitung (siehe
Tab. 4-2, Pin 1…12, Schirm).
BML-S1F_ _ _-M_ _ _-_0-KF_ _
8-adriges Kabel (siehe Tab. 4-2, Pin 1…8, Schirm).
4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
Pin Adern-
farbe
Signal
Beschreibung
BML-S1F1-A… BML-S1F2-A… BML-S1F_-Q…
…-M310-… …-M_00-… …-M310-… …-M_00-… …-M310-…
…-M320-… …-M_00-…
1 WH +A Digitales Rechtecksignal
+B(+cos) −B(−cos) Sinusförmiges Analogsignal
2 BN –A Digitales Rechtecksignal
−B(−cos) +B(+cos) Sinusförmiges Analogsignal
3 GN +B Digitales Rechtecksignal
−A(−sin) +A(+sin) Sinusförmiges Analogsignal
4 YE –B Digitales Rechtecksignal
+A(+sin) −A(−sin) Sinusförmiges Analogsignal
5 GY +Z muss frei
bleiben
+Z muss frei
bleiben
+Z muss frei
bleiben
Referenzsignal
6 PK –Z –Z –Z Referenzsignal
7 BU GND Masse Sensorkopf (0V)
8 RD +5VDC Versorgungsspannung
9 BK* GND Sense GND Sense
10 VT* UB Sense UB Sense
11 GY-PK/TR* muss frei bleiben
12 RD-BU/OG* muss frei bleiben
Schirm TR PE Steckergehäuse/Schirm
* nicht bei BML-S1F_ _ _-M_ _ _-_0-KF_ _
Tab. 4-2: Anschlussbelegung BML-S1F_ _ _-M_ _ _-_0-KA/KD_ _ und BML-S1F_ _ _-M_ _ _-_0- KA_ _-S284
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4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
4.4 Spannungsabfall in der Zuleitung
Beim Betrieb an 5V muss die Betriebsspan-
nung 5V ±5% betragen. Um Spannungsabfall
in der Zuleitung zu kompensieren, wird ein
geregeltes Netzteil mit Sense-Eingang empfoh-
len (Bild 4-4).
Ist das nicht möglich oder erwünscht, dann die
Sense-Leitungen des 12-adrigen Kabels (nicht
beim 8-adrigen Kabel BML-…-KF…) parallel zur
+5-V- und GND-Leitung zuschalten (Bild 4-5).
Bild 4-4: Netzteil mit Sense-Leitung
Bild 4-5: 5V-Netzteil ohne Sense-Leitung
4.5 Schirmung und Kabelverlegung
Definierte Erdung!
Wegmesssystem und Schaltschrank müssen
auf dem gleichen Erdungspotenzial liegen.
Schirmung
Zur Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglich-
keit (EMV) sind folgende Hinweise zu beachten:
– Auf der Seite der Steuerung muss der Kabelschirm
geerdet, d.h. mit dem Schutzleiter verbunden werden.
– Beim Verlegen des Kabels zwischen Sensor, Steuerung
und Stromversorgung ist die Nähe von Starkstromlei-
tungen wegen der Einkopplung von Störungen zu
meiden.
Besonders kritisch sind Einstreuungen durch Netzober-
wellen (z.B. von Phasenanschnittsteuerungen oder
Frequenzumrichter), für die der Kabelschirm nur gerin-
gen Schutz bietet.
Magnetfelder
Das Wegmesssystem ist ein magnetkodiertes System.
Auf ausreichenden Abstand des Wegmesssystems zu
starken externen Magnetfeldern achten.
Kabelverlegung
Kabel zwischen Wegmesssystem, Steuerung und Strom-
versorgung nicht in der Nähe von Starkstromleitungen
verlegen (induktive Einstreuungen möglich).
Kabel zugentlastet verlegen.
Biegeradius bei ortsfester Verlegung
Informationen zum zulässigen Biegeradius, siehe
Kapitel 7.6 auf Seite 20.
Kabellänge
Länge des Kabels max.20m. Längere Kabel sind einsetz-
bar, wenn durch Aufbau, Schirmung und Verlegung fremde
Störfelder wirkungslos bleiben.
Spannungsabfall im Kabel beachten!
Das Kabel hat einen Widerstand von ca.
0,4Ohm/m (hin und zurück). Die Nennspan-
nung am BML darf nicht unterschritten werden.
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Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
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14
5 Inbetriebnahme
5.1 System in Betrieb nehmen
GEFAHR
Unkontrollierte Systembewegungen
Bei der Inbetriebnahme und wenn die Wegmess-
einrichtung Teil eines Regelsystems ist, dessen Parame-
ter noch nicht eingestellt sind, kann das System unkon-
trollierte Bewegungen ausführen. Dadurch können
Personen gefährdet und Sachschäden verursacht
werden.
►Personen müssen sich von den Gefahrenbereichen
der Anlage fernhalten.
►Inbetriebnahme nur durch geschultes Fachpersonal.
►Sicherheitshinweise des Anlagen- oder Systemher-
stellers beachten.
1. Anschlüsse auf festen Sitz und richtige Polung prüfen.
Beschädigte Anschlüsse oder Geräte tauschen.
2. System einschalten.
3. Messwerte in der Steuerung prüfen und ggf. neu
einstellen.
5.2 Systemfunktion prüfen
Nach der Montage des Wegmesssystems oder dem
Austausch des Sensorkopfes sämtliche Funktionen wie
folgt prüfen:
1. Die Versorgungsspannung des Sensorkopfes einschal-
ten.
2. Den Sensorkopf entlang der gesamten Messstrecke
verfahren und prüfen, ob alle Signale ausgegeben
werden. Dazu die Startposition markieren, langsam
vorfahren, dann schnell zurückfahren bis die Startposi-
tion erreicht ist. Dabei die Impulse mit einem
BDD-Zähler oder der Steuerung zählen. Stehen die
Impulse auf dem gleichen Wert wie beim Start, ist das
System korrekt eingerichtet.
3. Prüfen, ob die Zählrichtung mit der Verfahrrichtung
übereinstimmt.
5.3 Hinweise zum Betrieb
– Funktion des Wegmesssystems und aller damit ver-
bundenen Komponenten regelmäßig überprüfen und
protokollieren.
– Bei Funktionsstörungen das Wegmesssystem außer
Betrieb nehmen und gegen unbefugte Benutzung
sichern (siehe auch Fehlerbehebung).
– Anlage gegen unbefugte Benutzung sichern.
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Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
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6 Schnittstellen
6.1 Analoges Ausgangssignal
(BML-S1F_-A…)
Bei den analogen Sinus- und Cosinussignalen +A (+Sin),
−A (−Sin), +B (+Cos) und −B (−Cos) wertet die Steuerung
das Verhältnis der Signalamplituden aus und interpoliert
aus den Signalen die genaue Position innerhalb einer
Periode (Bild 6-1). Bei einer Bewegung über mehrere
Perioden zählt die Steuerung auch die Anzahl der
Perioden.
Für eine korrekte Funktion muss das Sinussignal
und das Cosinussignal richtungsabhängig
ausgewertet werden.
Bild 6-1:
+A–(–A)
+B–(–B)
+Z–(–Z)
1 Vss
0° 90° 180° 270° 360°
Signale des Sinus- und Cosinussensors, Vorwärtsbewe-
gung entspricht ansteigendem Winkel
Der Sensor überträgt die Messgröße als analoges Sinus-
Cosinus-Differenzsignal mit einer Amplitude von ca. 1Vss
(Spitze-Spitze-Wert) an die Steuerung.
Die Periodenlänge ist abhängig von der Polbreite:
– BML-S1F_-A…M3…: 1mm
– BML-S1F_-A…M5…: 2mm
Wird der Sensor mit einer Spannung versorgt,
die von der Auswerteelektronik getrennten ist,
muss der GND dieser Spannung mit dem GND
der Auswerteelektronik verbunden werden.
Bild 6-2:
+A (+Sin)
−A (−Sin)
Schaltungsbeispiel Folgeelektronik bei Analogausgang
Signalperiode 360° el.
Ausgangsspannung
360° (typ. )
(typ.)
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-…
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deutsch

16
6Schnittstelle (Fortsetzung)
6.2 Digitales Rechtecksignal
(BML-S1F_-Q…)
Der Sensorkopf wandelt die Sinus und Cosinussignale der
Inkrementalsensoren in digitale A/B-Impulse um und
überträgt diese an die Steuerung.
6.2.1 Digitales inkrementelles Messsystem
Der Sensor überträgt die Messgröße als differentielles
Spannungssignal (RS422) an die Steuerung.
Der Flankenabstand A/B entspricht der mechanischen Auf-
lösung des Sensorkopfes (z.B. 1µm). Die Zeit zwischen
zwei Flanken ist durch den minimalen Flankenabstand
definiert und muss auf die Steuerung abgestimmt sein.
Durch die mechanische Auflösung und den minimalen
Flankenabstand ist die maximale Verfahrgeschwindigkeit
definiert (siehe Tab. 6-1 und Tab. 6-2).
Bild 6-3:
A
B
Z
Digitale Ausgangssignale bei Vorwärtsbewegung
Die digitalen A/B-Impulse werden im Sensorkopf interpoliert.
Die beiden digitalen Impulse A und B sind elektrisch um
90° phasenversetzt, das Vorzeichen der Phasenverschie-
bung hängt von der Bewegungsrichtung des Sensors ab
(Bild 4-1/Bild 4-2).
Jeder Flankenwechsel von A oder B ist für den Perioden-
zähler (Up/down-Zähler) ein Zählschritt. Bei voreilendem
Signal A nimmt der Zählerstand zu, bei voreilendem Signal
B nimmt er ab. Die Steuerung kennt zu jedem Zeitpunkt
die Inkrement-genaue Position, ohne den Sensor perio-
disch abfragen zu müssen (Echtzeitfähigkeit).
Die Position des Z-Signals kann bei den Wegmesssyste-
men unterschiedlich sein (Q1…Q4, siehe Bild 6-3). Es ist
jedoch immer ein Inkrement breit.
Wird der Sensor mit einer Spannung versorgt,
die von der Auswerteelektronik getrennten ist,
muss der GND dieser Spannung mit dem GND
der Auswerteelektronik verbunden werden.
Für eine korrekte Funktion muss das A- und
B-Signal richtungsabhängig ausgewertet werden.
Signalperiode 360° el.
Flankenabstand
Referenzimpuls
Q1 Q2 Q3 Q4
Bild 6-4:
Signal A
Signal B
vorwärts rückwärts
Inkrement
Zählerstand
(z.B.)
Bewegungs-
richtung
Ausgangssignale BML mit Periodenzähler
Bild 6-5:
+A
–A
Schaltung Folgeelektronik (RS422)
A-Kanal
SPS
Sensorkopf
z.B.
IC26C32
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-…
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6.2.2 Maximale Verfahrgeschwindigkeit, Auflösung
und Flankenabstand
Zwischen der gewählten Auflösung des Sensorkopfes,
dem minimalen Flankenabstand und der möglichen Ver-
fahrgeschwindigkeit besteht ein Zusammenhang, der in
Tab. 6-1 und Tab. 6-2 dargestellt ist.
BML-S1F…-M3…: Systemgenauigkeit bis 10µm
Min. Flan-
kenab-
stand 1)
Vmax entsprechend Flankenabstand und
Auflösung
Auflösung
D E F G
1µm 2µm 5µm 10µm
D0,12µs 5 m/s 10 m/s 20 m/s2) 20 m/s2)
E0,29µs 2 m/s 4 m/s 10 m/s 10 m/s
F0,48µs 1 m/s 2 m/s 5,41 m/s 5,41 m/s
G1µs 0,65 m/s 1,3 m/s 2,95 m/s 2,95 m/s
H2µs 0,3 m/s 0,6 m/s 1,54 m/s 1,54 m/s
K4µs 0,15 m/s 0,3 m/s 0,79 m/s 0,79 m/s
L8µs 0,075 m/s 0,15 m/s 0,34 m/s 0,34 m/s
N16µs 0,039 m/s 0,078 m/s 0,19 m/s 0,19 m/s
P24µs 0,026 m/s 0,052 m/s 0,13 m/s 0,13 m/s
1) Zusammenhang zwischen Flankenabstand und Zählfrequenz, Tabelle
siehe Anhang.
2) BML-S1F...-M310-... (mit Referenzsensor):
Verfahrgeschwindigkeit max.10 m/s
Tab. 6-1: BML-S1F…-M3…: Auswahlhilfe für maximale Verfahrge-
schwindigkeit
BML-S1F…-M5…: Systemgenauigkeit bis 20µm
Min. Flan-
kenab-
stand 1)
Vmax entsprechend Flankenabstand und
Auflösung
Auflösung
E S G I
2µm 4µm 10µm 20µm
D0,12µs 10 m/s 20 m/s 20 m/s 20 m/s
E0,29µs 4 m/s 8 m/s 20 m/s 20 m/s
F0,48µs 2 m/s 4 m/s 10,82 m/s 10,82 m/s
G1µs 1,3 m/s 2,6 m/s 5,9 m/s 5,9 m/s
H2µs 0,6 m/s 1,2 m/s 3,08 m/s 3,08 m/s
K4µs 0,3 m/s 0,6 m/s 1,58 m/s 1,58 m/s
L8µs 0,15 m/s 0,3 m/s 0,68 m/s 0,68 m/s
N16µs 0,078 m/s 0,158 m/s 0,38 m/s 0,38 m/s
P24µs 0,052 m/s 0,104 m/s 0,26 m/s 0,26 m/s
1) Zusammenhang zwischen Flankenabstand und Zählfrequenz, Tabelle
siehe Anhang.
Tab. 6-2: BML-S1F…-M5…: Auswahlhilfe für maximale Verfahrge-
schwindigkeit
Die max. Verfahrgeschwindigkeit bei Verwen-
dung des Referenzsensors ist auf 10m/s
begrenzt.
Bei 4-fach-Auswertung gilt (jede Flanke wird gezählt):
Zählfrequenz der Steuerung ≥ 1
min. Flankenabstand
Periodenfrequenz = Zählfrequenz
4
Beispiel: Flankenabstand = 1µs
Zählfrequenz = 1MHz
Periodenfrequenz = 250kHz
Wichtig!
– Die Steuerung/Anzeige muss die in den
Tabellen angegebenen minimalen zeitlichen
Flankenabstände zählen können (Zählfre-
quenz der Steuerung beachten!).
– Der min. Flankenabstand kann wegen des
internen Interpolationsverfahrens sogar im
Stillstand auftreten.
– Wählen Sie immer die nächst höhere Verfahr-
geschwindigkeit oder den nächst schnelleren
min. Flankenabstand, sonst können bei der
Auswertung durch die Steuerung Fehler bei
der Positionsbestimmung entstehen.
Sensorkopfauslegung zur Steuerung bei 4-fach-
Auswertung:
Beispiel 1: BML-S1F…-M3…
Benötigte Auflösung: 5µm
Max. Verfahrgeschwindigkeit: 7m/s
►In Tab. 6-1: SpalteF wählen.
►In Spalte F die Zeile 10m/s wählen.
⇒Flankenabstand E = 0,29µs.
Beispiel2: BML-S1F…-M3…
Benötigte Auflösung: 10µm
Max. Zählfrequenz der Steuerung: 0,5MHz
Flankenabstand: 2µs
►In Tab. 6-1: SpalteG, ZeileH wählen.
⇒Maximal mögliche Verfahrgeschwindigkeit:
1,54m/s
Kodierung im Typenschlüssel
BML-S1F1-Q61_-M310-G_0-KA05 (Beispiel)
min. Flankenabstand
Auflösung
Nähere Informationen, siehe Typenschlüssel auf
Seite22 und 23.
6Schnittstelle (Fortsetzung)
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-…
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6Schnittstelle (Fortsetzung)
6.2.3 Zusätzliche Parameter für rotative
Anwendungen
Das Wegmesssystem BML ermöglicht mit den rotativen
Maßkörpern (Magnetringen) eine genaue Abstimmung auf
die jeweilige Anwendung.
Bestimmung der Impulse pro Umdrehung
Je nach Anwendung ist die Anzahl der benötigten Impulse
pro Umdrehung unterschiedlich. Sie bestimmt die Auflö-
sung des Sensorkopfes und den Magnetringdurchmesser.
BML-S1F…
Auflösung
Impulse/U bei 4-fach Auswertung
ØMagnetring außen
72mm 75,4mm 122mm
Polzahl (bei Polbreite 1mm)
228 238 384
D1μm 228.000 238.000 384.000
E2μm 114.000 119.000 192.000
F5μm 45.600 47.600 76.800
G10μm 22.800 23.800 38.400
Polzahl (bei Polbreite 2mm)
114 118 192
E2μm 114.000 118.000 192.000
S4μm 57.000 59.000 96.000
G10μm 22.800 23.600 38.400
I20μm 11.400 11.800 19.200
Tab. 6-3: BML-S1F…: Auswahlhilfe für Magnetringe
Maximale Drehzahl
Das System BML ermöglicht die Erfassung von rotativen
Bewegungen. Die Drehzahl und der Magnetringdurchmes-
ser bestimmen die Geschwindigkeit des Ringes am
Sensorkopf.
Die Auswahl der Auflösung und des Flankenabstandes des
Sensorkopfes bestimmt die maximale Verfahrgeschwindig-
keit, die der Sensor noch erkennen kann. Daraus ergibt
sich eine maximale Drehzahl nach folgender Formel:
Max. Drehzahl [min–1] = 60 × max. Verfahrgeschwindigkeit [m/s]
π × Magnetringdurchmesser [m]
Maximale Verfahrgeschwindigkeit und minimaler Flanken-
abstand, siehe Tab. 6-1 und Tab. 6-2 auf Seite17.
Empfehlung: max. Drehzahl 10% kleiner als ermittelter
Drehzahlwert.
Max. Verfahr-
geschwin-
digkeit
RPM
Außendurchmesser
31mm 49mm 72mm 75,4mm 122mm
20m/s 12322 7795 5305 5066 3131
10m/s 6161 3898 2653 2533 1565
5m/s 3080 1949 1326 1266 783
2m/s 1232 780 531 507 313
1m/s 616 390 265 253 156
Tab. 6-4: Maximale Drehzahl rotativer Maßkörper (Magnetring)
Beispiel:
Sensorkopf BML-S1F…-M3 mit Auflösung 1µm (D) und
einem min.Flankenabstand von 0,12µs (D).
Aus Tab. 6-1 auf Seite17 ergibt sich für diesen Sensor-
kopf eine max.Verfahrgeschwindigkeit von 5m/s. Bei
einem Magnetringdurchmesser von 49mm = 0,049m
kann nach der Formel eine Drehzahl von 1949U/min
erreicht werden (der Wert kann auch in Tab. 6-4
(Spalte49mm/Zeile5) abgelesen werden). Unter Berück-
sichtigung der Empfehlung, 10% darunter zu bleiben,
sollte eine Drehzahl von 1754U/min nicht überschritten
werden.
6.3 Schaltung für Referenzposition
Der Sensor überträgt je nach Typ folgende Signale:
– kein Referenzsignal
– einzelnes, zweifaches oder fixperiodisches Referenzsi-
gnal, das im Maßkörper magnetisch kodiert ist
– ein polperiodisches Referenzsignal (Periode = 1mm,
Breite Referenzsignal = Flankenabstand, Bild 6-1).
Wenn mehrere Referenzsignale übertragen werden
müssen, muss ein externer Auswahlschalter an das
gewünschte Referenzsignal montiert werden.
Bild 6-6:
externer
Auswahlschalter
Sensorkopf SPS
Referenzsignal für
die Steuerung
Schaltung Referenzposition
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-…
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Die Angaben sind typische Werte bei Raumtemperatur.
Bei Sonderausführungen können andere techni-
sche Daten gelten.
Sonderausführungen sind durch -SA auf dem
Typenschild gekennzeichnet.
7.1 Genauigkeit
Auflösung Position
analog von Auswertung abhängig
digital
BML…-M3_ _-… 1µm, 2µm, 5µm, 10µm
BML…-M5_ _-… 2µm, 4µm, 10µm, 20µm
Wiederholgenauigkeit <1Inkrement
Systemgenauigkeit
BML…-M3_ _-… ±10µm
BML…-M5_ _-… ±20µm
Hysterese
BML…-M3_ _-… ≤ 2µm
BML…-M5_ _-… ≤ 4µm
Max. Linearitätsabwei-
chung der Auswerteelek-
tronik
BML…-M3_ _-… ≤ ±2µm
BML…-M5_ _-… ≤ ±4µm
7.2 Umgebungsbedingungen
Betriebstemperatur –20°C…+80°C
Lagertemperatur –30°C…+85°C
Schockbelastung
Dauerschock
nach EN 60068-2-272)
100g/6ms
100g/2ms
Vibrationsbelastung
nach EN60068-2-62)
12g, 10…2000 Hz
Schutzart nach
IEC60529
IP67
Externe Magnetfelder – < 30mT (um permanente
Schädigung zu vermeiden)
– < 1mT (um Messung nicht
zu beeinflussen)
Luftfeuchtigkeit <90%, nicht betauend
1)
7.3 Spannungsversorgung
Betriebsspannung3) 5V ±5%
Stromaufnahme <50mA + Stromaufnahme der
Steuerung (abhängig vom
Innenwiderstand), bei 5V
Betriebsspannung
Verpolschutz nein
Überspannungsschutz nein
Spannungsfestigkeit
(GND gegen Gehäuse)
500VDC
7.4 Ausgang
Ausgangssignale Siehe Tab. 4-2 auf Seite 12
Ausgangsschaltung RS422 (Line Driver)
7.5 Maße, Gewichte
Leseabstand
Sensorkopf–Maßkörper
Siehe Tab. 4-1 auf Seite11
Maximale Verfahrge-
schwindigkeit
20m/s
(je nach Typ, siehe Tab. 6-1
und Tab. 6-2 auf Seite17)
Gewicht (Sensorkopf) 21g (ohne Kabel)
Material (Gehäuse) Aluminium
Temperaturkoeffizient
Maßkörper (wie Stahl)
10,5×10-6K-1
1) Für : Gebrauch in geschlossenen Räumen und bis zu einer Höhe
von 2000m über Meeresspiegel.
2) Einzelbestimmung nach Balluff-Werknorm
3) Für : Der Sensorkopf muss extern über einen energiebegrenzten
Stromkreis gemäß UL61010-1 oder eine Stromquelle begrenzter Leistung
gemäß UL60950-1 oder ein Netzteil der Schutzklasse2 gemäß UL1310
bzw. UL1585 angeschlossen werden.
7 Technische Daten
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-…
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7Technische Daten (Fortsetzung)
7.6 Anschluss
KA__
(Kabel)
– PUR
– 12-adrig (6×2×0,08mm2)
– gute Umweltbeständigkeit
– schleppkettentauglich
Temperaturbeständigkeit –25°C…+80°C
Kabeldurchmesser max. 5,6mm
Biegeradius Kabel min. 15-facher Kabeldurch-
messer (bewegt)
min. 7,5-facher Kabeldurch-
messer (fest montiert)
KA__ -S284
(Steckverbinder)
– PUR
– mit fertig konfektioniertem,
umspritzten Stecker
M12/12-polig (-S284)
KF__
(Kabel)
– PUR
– 8-adrig (4×2×0,08mm2)
– gute Umweltbeständigkeit
– für feste Verlegung
Temperaturbeständigkeit –40°C…+80°C
Kabeldurchmesser max. 5,2mm
Biegeradius Kabel min. 5-facher Kabeldurchmes-
ser (fest montiert)
KD__
(Kabel)
– PUR
– 12-adrig (6×2×0,08mm2)
– gute Umweltbeständigkeit
– schleppkettentauglich
Temperaturbeständigkeit –40°C…+80°C
Kabeldurchmesser max. 5,5mm
Biegeradius Kabel min. 7-facher Kabeldurchmes-
ser (bewegt)
BML-S1F_-A/Q___-M__0-_0-…
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