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Mai 2005
Systèmes de
mesure linéaire
à régle nue
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Les normes (EN, ISO, etc.) ne sontvalables que si elles sont citéesexplicitement dans le catalogue.
Sur demande, nous vous adresserons lesinformations relatives aux• systèmes de mesure linéaire étanches• systèmes de mesure angulaire• capteurs rotatifs• électroniques consécutives HEIDENHAIN• commandes numériques TNC
HEIDENHAIN• et à l'étalonnage des machinesMais vous pouvez aussi les trouver sousInternet à l'adresse www.heidenhain.de.
Systèmes de mesure linéaire à règle nue
Systèmes de mesure linéaire à règle nue
Les systèmes de mesure linéaire à règlenue équipent les machines et installationsqui exigent une grande précision de lavaleur de mesure affichée. Domainesd'applications classiques:• appareillages de production et de mesure
dans l'industrie des semi-conducteurs• machines à implanter les composants• machines et appareillages de très haute
précision, tels que tours au diamant pourl'usinage de pièces optiques, tours àplateau pour disques magnétiques,machines à rectifier les pièces en ferrite,etc.
• machines-outils de grande précision• machines de mesure et comparateurs,
microscopes de mesure ou autresappareils de précision dans lestechniques de mesure
• entraînements directs
Les systèmes de mesure linéaire
enregistrent la position d'axes linéairessans éléments mécaniques detransmission. Ils permettent parconséquent d'éviter toute une série desources possibles d'erreurs:• Erreurs de positionnement dues à la
dilatation de la vis à bille• Erreurs à l‘inversion• Erreurs cinématiques dues aux défauts de
pas de la vis à billes
Les systèmes de mesure linéaire sont doncindispensables aux machines exigeantes auniveau de la précision du positionnement
et de la vitesse d'usinage.
Montage mécanique
Les systèmes de mesure linéaire à règlenue sont constitués d'une règle ou d'unruban de mesure et d'une tête captrice quifonctionnent sans contact mécanique. Surles systèmes de mesure linéaire à règlenue, la règle est fixée sur une surfaced'appui. Par conséquent, il estindispensable de disposer d'une grandeplanéité de la surface de montage pourgarantir les précisions élevées du systèmede mesure linéaire.
Table des matières
Table des matières
Systèmes de mesure linéaire à règle nue 2
Comment choisir 4
Propriétés techniques
Principes de la mesure Matérialisation de la mesure 6
Principe de mesure incrémental 7
Balayage photoélectrique 8
Précision de la mesure 10
Fiabilité 12
Versions mécaniques des appareils et montage 14
Caractéristiques mécaniques générales 17
Caractéristiques techniques
pour une précision élevée Série LIP 300 18
Série LIP 400 20
Série LIP 500 22
Série LIF 400 24
pour une vitesse de déplacementélevée et de grandes longueurs demesure
Série LIDA 1x1 26
Série LIDA 4x5 28
Série LIDA 4x7 30
pour deux coordonnées Série PP 32
Raccordement électrique
Interfaces Signaux incrémentaux � 1 VCC 34
Signaux incrémentaux � TTL 36
Commutateurs de fin de course 38
Détection des positions 39
Connecteurs et câbles 40
Caractéristiques électriques générales 44
Appareils de mesure et de contrôle HEIDENHAIN 46
Electroniques d'exploitation 47
4
Comment choisir
Pour les systèmes de mesure à deuxcoordonnées PP, la mesure estmatérialisée par un réseau de phases 2Ddéposé selon le procédé DIADUR sur unestructure en verre. Ils permettent ainsi unenregistrement de position dans le plan.
Les systèmes de mesure linéaire à règlenue LIP se distinguent à la fois par de trèsfaibles résolutions de mesure et uneprécision et répétabilité extrêmementélevées. La mesure est matérialisée par unréseau de phases DIADUR déposé sur unsupport de mesure en vitrocéramique ouen verre.
Les systèmes de mesure linéaire à règlenue LIF disposent d'un réseau de divisionsdéposé au moyen du procédé DIADUR surun support en verre. Outre leur grande
précision et précision de répétabilité, ilssont particulièrement faciles à monter.
Les systèmes de mesure linéaire à règlenue LIDA ont un réseau de divisionsdéposé sur un ruban de mesureAURODUR en acier. Ils sont extrêmementbien conçus pour atteindre des vitesses de
déplacement élevées jusqu'à 8 m/seconde et leurs différentes possibilités demontage leur confèrent une grandeflexibilité d'implantation.
Section Classes de
précision
Période du
signal1)
Lo
de
LIP pour une précision extrême
• Règle de mesure en vitrocéramiqueou en verre
• Principe de balayage interférentielpour faibles périodes de signal
± 0,5 µm 0,128 µm 7027
± 1 µm± 0,5 µm
2 µm 1042
± 1 µm 4 µm 7014
LIF avec film de montage PRECIMET�
• Principe de balayage interférentielpour faibles périodes de signal
• Commutateurs de fin de course etpiste Homing
± 3 µm 4 µm 7010
LIDA pour vitesses de déplacement
élevées et grandes longueurs de
mesure
• Ruban de mesure en acier collé sursupport en acier ou tendu dans unprofilé en aluminium
• Commutateurs de fin de course surLID 400
± 5 µm± 3 µm
40 µm 2220
± 5 µm 20 µm 1430
± 15 µm 20 µm 2460
PP pour mesure en 2D
• Position de balayage commune pourles deux coordonnées
• Principe de balayage interférentielpour faibles périodes de signal
± 2 µm 4 µm Plm6868
1) Période de signal des signaux sinusoïdaux; elle est déterminante pour les écarts àl'intérieur d'une période de signal (cf. Précision de la mesure)
2) pour systèmes de mesure avec interface TTL et électronique d'interpolation intégrée:résolution de mesure après exploitation par 4 et avec le plus grand facteurd'interpolation possible (cf. Interfaces � TTL)
(classes deprécisionsupérieures surdemande)
(classes deprécisionsupérieures surdemande)
LIP 4x1R
5
de du1)
Longueurs
de mesure
Support de
mesure et
montage
Interface/
résolution de
mesure2)
Type Page
µm 70 mm à270 mm
VitrocéramiqueZerodur®
incorporée danssupports en Invarvissables
� TTL0,001 µm
LIP 372 18
� 1 VCC LIP 382
10 mm à420 mm
Règle de mesureen vitrocéramiqueZerodur® ou enverre fixée avecgriffes de serragevissables
� TTLà 0,05 µm
LIP 471 20
� 1 VCC LIP 481
70 mm à1440 mm
Règle de mesureen verre fixéeavec griffes deserrage vissables
� TTLà 0,1 µm
LIP 571 22
� 1 VCC LIP 581
70 mm à1020 mm
Règle de mesureen verre colléeavec film demontagePRECIMET®
� TTLà 0,01 µm
LIF 471 24
� 1 VCC LIF 481
220 mm à2040 mm
Ruban de mesureen acier collédans support enacier à visser surla surface demontage
� TTLà 1 µm
LIDA 171 26
� 1 VCC LIDA 181
140 mm à30040 mm
Ruban de mesureen acier inséré ettendu dansprofilés enaluminium
� TTLà 0,05 µm
LIDA 475 28
� 1 VCC LIDA 485
240 mm à6040 mm
Ruban de mesureinséré dansprofilés enaluminium, fixéen son centre
� TTLà 0,05 µm
LIDA 477 30
� 1 VCC LIDA 487
Plage demesure68 mm x68 mm
Plaque (supportde la gravure) enverre, à coller
� TTLà 0,1 µm
PP 271 32
� 1 VCC PP 281
LIDA 485
LIDA 181
LIF 481
LIP 581
LIP 382
(autres plagesde mesure surdemande)
PP 281
(autres plagesde mesure surdemande)
Tab
lem
ati
ère
s
6
Principes de la mesure
Matérialisation de la mesure
Sur les systèmes de mesure deHEIDENHAIN, la mesure est matérialiséepar des structures régulières - les divisions.Pour servir de support à ces divisions, onutilise des substrats en verre ou en acier.Dans le cas des systèmes de mesure avecgrandes longueurs de mesure, un ruban enacier fait office de support de la mesure.
Les divisions fines sont réalisées au moyende différents procédés photolithographiques.Elles sont obtenues à partir de:• traits en chrome extrêmement résistants
déposés sur du verre,• traits dépolis déposés sur des rubans de
mesure avec flash d'or,• structures tridimensionnelles déposées
sur des substrats en verre ou en acier.
Les procédés de fabricationphotolithographiques développés parHEIDENHAIN fournissent couramment despériodes de divisions de 40 µm à 1 µm etmême encore inférieures.
Ces procédés permettent, d'une part,d'obtenir des périodes de divisionsextrêment fines et, de l'autre, une trèsgrande netteté des traits ainsi qu'uneparfaite homogénéité de la gravure. Toutcomme le balayage photoélectrique, ceciest d'ailleurs déterminant pour obtenir unequalité élevée des signaux de sortie.
HEIDENHAIN réalise les matrices de lagravure sur les machines de très hauteprécision qu'elle fabrique pour ses propresbesoins.
7
Procédé de mesure incrémental
Dans le cas du procédé de mesure
incrémental, les divisions sont constituéesd'une structure réticulaire régulière.L'information relative à la position estobtenue par comptage des différentsincréments (pas de mesure)à partir den'importe quel point zéro donné. Dans lamesure où un rapport absolu estnécessaire pour déterminer les positions,les règles ou rubans de mesure disposentd'une deuxième piste sur laquelle se trouveune marque de référence. Sur la règle, laposition absolue définie grâce à la marque
de référence correspond exactement à unpas de mesure.Il est donc nécessaire de franchir la marquede référence pour établir un rapport absoluou pour retrouver le dernier point deréférence sélectionné.
Dans le cas le plus défavorable, il estnécessaire d'effectuer des déplacementsde la machine sur de grandes portions de laplage de mesure. Pour faciliter ce„franchissement du point de référence“,nombreux sont les systèmes de mesureHEIDENHAIN qui disposent de marques deréférence à distances codées: La piste deréférence comporte plusieurs marques deréférence disposées à écarts définis etvariables. Le franchissement de deuxmarques de référence voisines - ce quicorrespond seulement à quelquesmillimètres de course (cf. tableau) - estsuffisant pour que l'électroniqueconsécutive détermine le rapport absolu.Les systèmes de mesure équipés demarques de référence à distances codéescomportent un „C“ derrière leurdésignation (ex. LIP 581 C).
Sur les systèmes de mesure avec marquesde référence à distances codées, le rap-
port absolu est calculé par comptage desincréments compris entre deux marquesde référence et d'après la formule suivante:
P1 = (abs B–sgn B–1) x G + (sgn B–sgn V) x abs MRR
On a:
B = 2 x MRR–G
Dont:P1 = Position en périodes de signal de
la première marque de référencefranchie
abs = Valeur absolue
sgn = Fonction sens(signe fonction = „+1“ ou „-1“)
MRR = Nombre de périodes de signal entreles marques de référence franchies
22
G = Ecart de base entre deux marquesde référence fixes, en périodes designal (cf. tableau)
V = Sens de déplacement (+1 ou -1)Un déplacement de la tête captricevers la droite (montage conformeau plan) donne „+1“
Période
de signal
Distance de base G
en périodes de signal
Déplacement
max.
LIP 5x1C 4 µm 5000 20 mm
LIDA 1x1C 40 µm 2000 80 mm
Représentation sché-matique de divisionsincrémentales avecmarques de réfé-rence à distances co-dées (exemple d'unLIP 5x1C)
Cotesen mm
Pro
pri
été
ste
ch
niq
ues
8
Balayage photoélectrique
La plupart des systèmes de mesureHEIDENHAIN fonctionnent selon leprincipe du balayage photoélectrique. Cebalayage s'effectue sans contact et doncsans usure. Il détecte des traits de divisionsextrêmement fines d'une largeur dequelques microns seulement et génère dessignaux de sortie qui ont de très faiblespériodes de signal.
Plus la période de division du réseau detraits est fine et plus les effets de ladiffraction influent sur le balayagephotoélectrique. Pour ses systèmes demesure linéaire, HEIDENHAIN utilise deuxprincipes de balayage:
• le principe de mesure par projection
pour périodes de division de 10 µm à40 µm et
• le principe de mesure interférentielle
pour de très faibles périodes de divisionde 4 µm, par exemple, et même plusfaibles encore.
Principe de mesure par projection
Le principe de mesure par projection - consi-déré de manière simplifiée - génère le signalpar projection de lumière: Deux réseaux detraits - règle de mesure et réticule de ba-layage - avec, par exemple, la même périodede division sont déplacés l'un par rapport àl'autre. Le support du réticule de balayageest transparent; le réseau de traits du sup-port de la mesure peut être déposé sur unmatériau également transparent ou bien surun matériau réflecteur.Lorsque la lumière parallèle traverse unestructure avec réseau de traits, des champsclairs/obscurs se forment à une distancedonnée. A cet endroit, on trouve un réseaude traits en opposition qui a la même pé-riode de division. Lors d'un déplacement re-latif des deux réseaux de traits l'un par rap-port à l'autre, la lumière passante estmodulée: Si les interstices entre les traitssont en face les uns des autres, la lumièrepasse; si les traits recouvrent les interstices,on obtient l'ombre. Les éléments photoélec-triques convertissent ces variations d'inten-sité lumineuse en signaux électriques. Sur leréticule de balayage, le réseau de traits dotéd'une structure spéciale filtre le courant lu-mineux de manière à obtenir des signaux desortie sinusoïdaux. Plus la période de divi-sion du réseau de traits est fine et plus faibleet plus étroite est la tolérance pour l'écartentre le réticule de balayage et la règle demesure. Sur un système de mesure avecprincipe de mesure par projection, le mon-tage est praticable dans les tolérances si lapériode de division est d'au moins 10 µm.
Les systèmes de mesure linéaire LIDA
fonctionnent selon ce principe de mesurepar projection.
Période de signal
360° él.
Déphasage90° él.
Balayage photoélectrique selon le principe de mesure par projection avec règle en acier etbalayage à une fenêtre (LIDA 400)
règle de mesure fenêtredétecteurstructuré
source lumineuseLED
condenseur
réseau de balayage
réticule de balayage
9
Principe de mesure interférentielle
Principe de mesure interférentielleLe principe de mesure interférentielleutilise la diffraction et l'interférence de lalumière sur de fins réseaux de divisionspour générer les signaux destinés àdéterminer le déplacement.Le support de la mesure est constitué d'unréseau à échelons; des traits réfléchissantde 0,2 µm de hauteur ont été déposés surune surface plane et réfléchissante. Unréticule de balayage constitué d'un réseaude phases transparent ayant la mêmepériode de divisions que celle de la règle demesure est disposé en vis-à-vis.Lorsqu'elle rencontre le réticule debalayage, l'onde lumineuse plane estdivisée par diffraction en trois ondespartielles d'ordre 1, 0 et –1 ayant à peu prèsla même intensité lumineuse. Celles-ci sontdiffractées sur la règle de mesure avecréseau de phases de manière à ce que lamajeure partie de l'intensité lumineuse sesitue dans l'ordre de diffraction réfléchi 1 et–1. Ces ondes partielles se rejoignent sur leréseau de phases du réticule de balayageoù elles sont à nouveau diffractées et eninterférence. Trois trains d'ondes sont ainsigénérés; ceux-ci quittent le réticule debalayage en suivant des angles différents.Les éléments photoélectriquesconvertissent ces intensités lumineuses ensignaux électriques.
Lors d'un déplacement relatif entre la règlede mesure et le réticule de balayage, lesfronts des ondes diffractés subissent undéphasage: Le déplacement correspondantà une période de division décale le front del'onde de l'ordre de diffraction 1 d'unelongueur d'onde vers le plus et le front del'onde de l'ordre de diffraction –1 d'unelongueur d'onde vers le moins. Commeces deux ondes sont en interférence à lasortie du réseau de phases, les ondes sontdéphasées entre elles de deux longueursd'onde. On obtient ainsi deux périodes designal pour un déplacement relatif d'unepériode de division.
Les systèmes de mesure interférentielsfonctionnent avec des périodes de divisionsde 8 µm ou 4 µm par exemple, ou bienencore plus petites. Leurs signaux debalayage sont fortement exempts d'ondeshautes et peuvent subir une forteinterpolation. Ils sont donc particulièrementbien adaptés à des résolutions et précisionsélevées. Ce qui ne les empêchent pasd'accepter des tolérances de montageconciliables avec la pratique.
Les systèmes de mesure linéaire desfammilles de produits LIP, LIF et PP
fonctionnent selon ce principe de mesureinterférentielle.
Le capteur génère quatre signaux decourant sinusoïdaux (I0°, I90°, I180° et I270°)déphasés entre eux de 90° él.. A priori,les quatre signaux ne sont passymétriques par rapport à la ligne neutre.Les éléments photoélectriques sont doncdisposés en push-pull pour former deuxsignaux de sortie I1 et I2 déphasés de90° él. et symétriques par rapport à laligne neutre.Avec la représentation XY del'oscilloscope, les signaux donnent unefigure de Lissajous. Avec des signaux deforme idéale, on obtient un cercle aucentre. Les variations au niveau de laforme du cercle et de sa position sontdues aux écarts de position à l'intérieurd'une période de signal (cf. Précision dela mesure) et se répercutent ainsidirectement sur le résultat de la mesure.La taille du cercle - correspondant àl'amplitude des signaux de sortie - peutvarier à l'intérieur de certaines limitessans pour autant influer sur la précisionde la mesure.
Balayage photoélectrique selon le principe de mesure interférentielle et balayage avec unefenêtre
règle de mesuredivision de la règleréseau de phases DIADUR
condenseur sourcelumineuseLED
élémentsphoto--électriques
réticule de balayage:réseau de phases transparent
période de division
ordres de diffraction-1. 0. +1.
10
Précision de la mesure
La précision de la mesure linéaire estprincipalement fonction:• de la qualité du réseau de traits• de la qualité du balayage• de la qualité de l'électronique de
traitement des signaux• des écarts de guidage de la règle de
mesure par rapport à la tête captrice.
Il convient de distinguer les écarts deposition sur des longueurs de mesureéquivalentes - par exemple, sur toute lacourse de mesure - ainsi que les écarts deposition à l'intérieur d'une période de signal.
Ecarts de position sur la course de mesure
La précision des systèmes de mesurelinéaire à règle nue est indiquée avec lesclasses de précision définies de la manièresuivante:Les valeurs extrêmes de l'erreur totale Fsur une position sont, par rapport à la valeurmoyenne et pour un tronçon quelconqued'une longueur de mesure de 1 m max.,dans la classe de précision de ± a.Pour les systèmes de mesure linéaire àrègle nue, la définition de la classe deprécision se rapporte à la règle de mesure -on parle alors de la précision de la règle demesure.
Ecarts de position à l'intérieur
d'une période de signal
Les écarts de position à l'intérieur d'unepériode de signal dépendent de la qualité dubalayage et de la période de signal dusystème de mesure. Pour les systèmes demesure linéaire à règle nue de HEIDENHAINet à n'importe quel endroit de la course demesure, ils sont d'environ ± 1 % de lapériode de signal. Plus la période de signal estpetite et plus ces écarts de position àl'intérieur d’une période de signal sont faibles.Leur importance est déterminante non seule-ment dans la précision d'un processus de po-sitionnement mais aussi, par exemple, pourl'asservissement de vitesse du déplacementlent et régulier d'un axe.
���
Ecart
de
po
sit
ion
Position
Ecart de position à
l'intérieur d'une
période de signal
Ecart de position F sur la longueur de mesure ML
Ecart de position u à l'intérieur d'une période de signal
Niv
eau
du
sig
nal
Ecart
de
po
sit
ion
Période de signal360 °él.
Période de signal
des signaux de
balayage
Ecarts de position classiques
à l'intérieur d'une période de
signal
LIP 3x2 0,128 µm 0,001 µm
LIP 4x1 2 µm 0,02 µm
LIP 5x1
LIF
PP
4 µm 0,04 µm
LIDA 4xx 20 µm 0,2 µm
LIDA 1xx 40 µm 0,4 µm
11
Tous les systèmes de mesure linéaire deHEIDENHAIN sont contrôlés au niveau deleur bon fonctionnement avant leur livraisonet leur précision est mesurée.
La précision de tous les systèmes demesure linéaire est calculée en procédant àun déplacement dans les deux sens. Lenombre de positions pour la mesure estchoisi de manière à pouvoir enregistreravec précision non seulement l'écartd'onde longue mais aussi les écarts deposition à l'intérieur d'une période designal.
Le certificat de contrôle du constructeur
certifie la précision-système indiquée pourchaque système de mesure. Les étalons
de référence également indiqués renvoient– comme le spécifie la norme EN ISO 9001– aux étalons nationaux ou internationauxreconnus.
Pour les séries LIP, PP et LIDA 1x1, unprocès-verbal d'étalonnage précise lesécarts de position sur toute la longueur demesure. Le pas de mesure ainsi quel'incertitude de mesure lors de l'étalonnagesont également indiqués.
Plage de température
Les systèmes de mesure linéaire sontétalonnés à une température de
référence de 20 °C. La précision dusystème de mesure indiquée sur leprocès-verbal d'étalonnage est valable àcette température.La plage de température de travail
indique les limites de températureambiante à l'intérieur desquelles lessystèmes de mesure linéaire fonctionnentcorrectement.La plage de température de stockage estde –20 °C à 70 °C pour l'appareil dans sonemballage.
Si le système de mesure linéaire n'est pasmonté dans les conditions requises, deserreurs de guidage risquent d'avoird'importantes répercussions au niveau desvaleurs de position. Afin de réduire aumaximum les risques d'erreurs d'Abbe, ilest recommandé de monter la règle ou soncarter au niveau de la table, sur l'axe de lamachine. Lors de la fixation du système demesure sur la surface de montage, il fautpar principe veiller au parallélisme parrapport au guidage de la machine.
12
Fiabilité
Les systèmes de mesure linéaire à règlenue de HEIDENHAIN ont été optimiséspour équiper les machines précises etrapides. Malgré leur structure noncartérisée, ils sont peu sensibles auxsalissures, garantissent une grande stabilitéà long terme et sont faciles et rapides àmonter.
Faible sensibilité aux salissures
Outre la qualité élevée du réseau dedivisions, le procédé de balayage participe àla précision et à la fiabilité des systèmes demesure linéaire. Les systèmes de mesurelinéaire à règle nue de HEIDENHAINfonctionnent avec un balayage à une
fenêtre. Avec ce procédé, une seulefenêtre de balayage est utilisée pourgénérer les signaux de balayage.Contrairement au balayage à quatrefenêtres, les salissures locales présentessur le support de la mesure (par exempleles empreintes de doigt laissées lors dumontage, les dépôts d'huile provenant duguidage de la machine, etc.) influent surl'intensité lumineuse des composantes dusignal et, par là-même, sur les signaux debalayage. Et pourtant, si les signaux desortie s'en trouvent modifiés au niveau deleur amplitude, ils ne le sont pas au niveaude l'offset et de la position de phase.Comme auparavant, ils peuvent toujoursêtre soumis à une forte interpolation et lesécarts de position à l'intérieur d'une périodede signal restent faibles.La grande fenêtre de balayage contribueégalement à réduire la sensibilité auxsalissures. Suivant les types d'impuretés,on peut aussi éviter une panne du systèmede mesure. Ceci est particulièrementévident sur le LIDA 400 et le LIF 400. Encomparaison de leur période de signal, cesappareils disposent d'une grande surfacede balayage de 14,5 mm2. Même enprésence d'impuretés de 3 mm dediamètre (encre d'imprimante, poussière deplatine, eau ou huile), ils délivrent dessignaux de mesure d'une grande qualité.Les écarts de position restent largement endeça des valeurs définissant la classe deprécision de la règle de mesure.
�
�
�� �� �� ��� ��� ��� ��� ���
�
��
�
���
�
���
����
��
Comportement du LIF 400 en présence de salissures
huile eau toner poussière empreinte de doigt
Position [mm]
Ecart
de
po
sit
ion
[µm
]
�
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��
��
�� �� �� �� ��� ��� ��� ���
�
���
�
�
�
��
�
��
Répercussion d'impuretés sur le balayage à quatre fenêtres (en rouge) et à une fenêtre (en vert)
Position [mm]
Ecart
de
po
sit
ion
[µm
]
13
���� ��� ��� ��� ��� �������� �����
������������ ������
��
����
��
��
���
���
��
���
���
Am
plitu
de
du
sig
nal[%
]
Distance fonctionnelle [mm]
Tolérance de montage
1) = ruban de mesure2) = support du ruban
LIDA 400
��� ��� � ���
��
���
���
��
���
���
Am
plitu
de
du
sig
nal[%
]
Distance fonctionnelle [mm]
Tolérance de montage
LIF 400
Procédé SUPRADUR: réseau de divisions optique tridimensionnelavec structure planaire
Des supports de mesure résistants
Sur les systèmes de mesure linéaire à règlenue, le support de la mesure est, par nature,soumis à une charge élevée. C'est pourquoiHEIDENHAIN utilise généralement desréseaux de divisions robustes qui sontréalisés au moyen de procédés spéciaux.Avec le procédé DIADUR, les structures enchrome dur sont déposées sur un supporten verre ou en acier. Dans le cas duprocédé AURODUR, celui-ci applique unréseau de divisions en or sur des rubans demesure en acier.Avec le procédé SUPRADUR, une couchetransparente vient tout d'abord recouvrir lacouche de base réfléchissante. Pourgénérer un réseau de phases optiquetridimensionnel, on trouve ensuite unecouche extrêmement fine de quelquesnanomètres seulement en chrome dur. Lesrègles de mesure équipées d'un réseau dedivisions SUPRADUR sont particulièrementinsensibles aux salissures car les faiblesépaisseurs qui constituent la structuren'offrent pratiquement pas de surfacessusceptibles d'être attaquées par lesparticules de poussière, de salissures oud'humidité.
coucheréfléchissante
couchetransparente
couche de baseréfléchissante
Tolérances de montage conciliables
avec les besoins de la pratique
En règle générale, de faibles périodes de si-gnal vont de pair avec des tolérances demontage très restreintes au niveau de l'écartentre la tête captrice et le ruban de mesure.Ceci est dû aux propriétés de diffraction desstructures réticulaires. Celles-ci peuvent in-duire une chute de 50 % du signal lorsquel'écart entre la tête captrice et le ruban demesure varie seulement de ± 0,1 mm.Le principe de balayage interférentiel ainsique les réseaux de balayage nouvellementdéveloppés pour les systèmes de mesurefonctionnant selon le principe de mesure parprojection permettent de garantir des tolé-rances de montage conciliables avec les be-soins de la pratique et ce, malgré les faiblespériodes de divisions.Les tolérances de montage des systèmesde mesure linéaire à règle nue deHEIDENHAIN n'influent que très faiblementsur les signaux de sortie. Et en particulier, latolérance d'écart entre la règle de mesure etla tête captrice (distance fonctionnelle) nemodifie l'amplitude du signal que d'une ma-nière négligeable. Ce comportement est dé-terminant pour la fiabité des systèmes demesure linéaire à règle nue deHEIDENHAIN. Pour les appareils des sériesLIDA 400 et LIF 400, la relation entre la dis-tance fonctionnelle et l'amplitude du signalest illustrée de manière exemplaire dans lesdeux diagrammes ci-contre.
substrat
14
Versions mécaniques des appareils et montage
Règles de mesure
Les systèmes de mesure linéaire à règlenue sont constitués d'éléments séparésqui sont la tête captrice d'une part et larègle de mesure ou le ruban de mesure,d'autre part. Ces deux éléments sontassemplés uniquement au moment dumontage sur le guidage de la machine. Parconséquent, certaines conditions sont àprendre en compte dès la construction dela machine:• Le guidage de la machine doit être conçu
de manière à ce que les distances
fonctionnelles soient respectées àl'endroit prévu pour le montage dusystème de mesure (cf. Caractéristiquestechniques).
• La surface d'appui de la règle de mesuredoit être conforme aux exigences de
planéité.• Pour faciliter l'alignement de la tête
captrice par rapport à la règle de mesure,il est conseillé d'utiliser une équerre de
montage.
Versions des règles de mesure
Pour les diverses applications et exigencesen matière de précision, HEIDENHAIN peutfournit la règle de mesure dans la versionqui convient.
Série LIP 300
Les règles de très grande précision LIP 300sont équipées d'un support de divisions enZerodur® qui est collé dans la fibrethermiquement neutre d'un support enacier. Le support en acier est vissé sur lasurface d'appui. Des éléments de fixationflexibles garantissent un comportementthermique reproductible
Séries LIP 400 et LIP 500
Les supports de divisions en Zerodur® ouen verre sont fixés directement sur lasurface d'appui au moyen de griffes deserrage et consolidés avec une collesilicone. Une collure époxy définit le pointzéro thermique.
AccessoiresGriffes de serrage Id.-Nr. 270711-04Colle silicone Id.-Nr. 200417-02Colle époxy Id.-Nr. 200409-01
Série LIF 400
Les supports de divisions en verre sontcollés directement sur la surface d'appui aumoyen du film de montage PRECIMET®
que l'on presse ensuite régulièrement avecun rouleau.
AccessoiresRouleau Id.-Nr. 276885-01
Règle de mesure LIP 302
Règle de mesure LIP 401
Règle de mesure LIP 501
Règle de mesure LIF 401
15
Série LIDA 1x1
Le ruban de mesure en acier que recouvrele réseau de divisions est rapporté sur unsupport en acier. Ce dernier est vissé sur lasurface de montage. Le comportementthermique de la règle de mesure LIDA 100correspond à celui de l'acier.
Série LIDA 4x5
Les systèmes de mesure de la sérieLIDA 405 sont conçus particulièrementpour les grandes longueurs de mesure.Lors du montage, les tronçons quiconstituent le support du ruban de mesuresont vissés ou bien collés (avec le film demontage PRECIMET®) sur la surfaced'appui. Le ruban de mesure monobloc estensuite inséré dans le support, puis tendu
de manière définie et fixé au niveau de
ses extrémités sur le banc de la machine.
Série LIDA 4x7
Les systèmes de mesure de la sérieLIDA 407 sont eux aussi conçus pour lesgrandes longueurs de mesure. Lestronçons qui constituent le support duruban de mesure sont collés sur la surfaced'appui au moyen du film de montagePRECIMET®. Le ruban de mesuremonobloc est ensuite inséré dans lesupport, puis fixé en son centre sur lebanc de la machine. Ce type de fixationpermet au ruban de mesure de se dilaterlibrement en direction des deux extrêmitéset garantit un comportement thermiquedéfini.
Accessoires pour version avec PRECIMET®
Rouleau Id.-Nr. 276885-01Accessoire de montage Id.-Nr. 373990-01
Règle de mesure LIDA 407
Règle de mesure LIDA 405
Règle de mesure LIDA 101
Accessoire de montage
16
Versions mécaniques des appareils et montage
Têtes captrices
Comme l'assemblage des systèmes demesure à règle nue s'effectue sur lamachine, il est nécessaire à l'issue dumontage d'en réaliser l'alignement précisqui est déterminant pour la précisiondéfinitive du système de mesure. Auniveau de la construction de la machine, ilest donc opportun, d'une part, de concevoirle règlage pour qu'il soit simple et pratiqueà réaliser et, d'autre part, d'assurer lesconditions d'un montage aussi stable quepossible.
Pour l'alignement de la tête captrice sur larègle de mesure, la tête doit pouvoir sedéplacer dans cinq directions (cf. figure).Les courses de ces déplacements étanttrès faibles, il suffit pleinement de disposerde trous de fixation oblongs sur uneéquerre de montage.
Montage LIP/LIF/LIDA 100
La tête captrice dispose d'un anneau decentrage grâce auquel elle peut pivoter àl'intérieur de l'alésage d'appui de l'équerrede montage et être ainsi alignée sur la règlede mesure.
Montage LIDA 400
La tête captrice est fixée le plus facilementpar sa face arrière sur l'équerre demontage. Par un trou réalisé dans l'équerrede montage, il est possible de faire pivotertrès légèrement la tête captrice à l'aided'un outil.
Réglage
Pour faciliter l'alignement, on préconise lesétapes suivantes:
1) Réglage de la distance fonctionnelleentre la règle de mesure et la têtecaptrice à l'aide de la cale d'épaisseur
2) Alignement des signaux incrémentauxpar pivotement de la tête captrice.
3) Alignement du signal de référence enfaisant à nouveau pivoter légèrement latête captrice.
Pour faciliter l'alignement, HEIDENHAINpropose la fourniture des appareils PWM 9ou PWT (cf. Appareils de mesure et decontrôle HEIDENHAIN)
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Remarque:
Pour les étapes à suivre et cotes àrespecter lors du montage, il convient dese référer exclusivement à la brochure desInstructions de montage jointe à lalivraison de l'appareil. Toutes les donnéesrelatives au montage qui sont contenuesdans ce catalogue sont à considérercomme provisoires et sans engagement;elles sont non contractuelles.
LIP/LIF/LIDA 100
Cale d'épaisseur
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LIDA 400
Cale d'épaisseur
17
Montage
Pour faciliter le passage des câbles, onmonte la tête captrice de préférence surune partie fixe de la machine et la règle demesure, sur une partie mobile.Il convient de choisir avec soin l'endroit
destiné au montage des systèmes demesure linéaire afin de ne pas nuire à leurprécision et à leur durée de vie.• Le montage doit être réalisé le plus près
possible du plan d'usinage afin de limiterle défaut d'Abbé.
• Pour que l'appareil fonctionne de façonoptimale, le système de mesure ne doitpas être soumis constamment à defortes vibrations. Pour cette raison,utiliser pour le montage les partiesmassives de la machine; il convientd'éviter de monter le système demesure sur des surfaces concaves ousur des tasseaux.
• Il faut éviter de monter les systèmes demesure linéaire à proximité de sourcesde chaleur pour éviter les effets detempérature.
Plage de température
La plage de température de travail
indique les limites de températureambiante à l'intérieur desquelles les valeurstechniques des systèmes de mesurelinéaire seront respectées.La plage de température de stockage estde –20 °C à 70 °C pour l'appareil dans sonemballage.
Comportement thermique
Le comportement thermique du systèmede mesure linéaire est un critère importantde la précision de fonctionnement de lamachine. En général, il est souhaitable quele comportement thermique du systèmede mesure linéaire corresponde à celui dela pièce ou de l'objet à mesurer. Avec lesvariations de température, il est bon que lesystème de mesure linéaire se dilate ou secontracte de manière définie etreproductible.Le support du réseau de divisions dessystèmes de mesure linéaire HEIDENHAIN(cf. Caractéristiques techniques) ontdifférents coefficients de dilatationthermique. Vous pouvez donc choisir lesystème de mesure le mieux adapté àvotre opération de mesure en fonction ducoefficient de dilatation thermique désiré.
Caractéristiques mécaniques générales
Indice de protection (EN 60 529)
Les têtes captrices des systèmes demesure linéaire à règle nue ont l'indice deprotection IP 50. Les règles de mesuren'ont pas de protection particulière. Si lesrègles de mesure sont exposées auxsalissures, il convient alors de les protégeren conséquence.
Accélérations
En service et pendant le montage, lessystèmes de mesure linéaire sont soumis àdes accélérations de types divers:• Les valeurs limites de la tenue aux vibra-
tions sont valables pour des fréquencesde 55 à 2000 Hz (EN 60 068-2-6). Si, parexemple en présence de résonances etselon l'application et le montage, les va-leurs d'accélération sont dépassées, lesystème de mesure peut être endomma-gé. Il convient donc d'effectuer tous
les tests de l'ensemble complet.
• Les valeurs limites de l'accélération ad-missible (coup semi-sinusoïdal) par rap-port à la résistance aux chocs et aux
coups sont données pour une duréed'environ 11 ms (EN 60 068-2-27).
Il faut éviter impérativement de porter descoups de maillet ou autres outils, parexemple, lors de l'alignement du systèmede mesure linéaire.
Pièces soumises à l'usure
Les systèmes de mesure de HEIDENHAINcontiennent certaines pièces soumises àl'usure dont notamment:• Source lumineuse LED• Câble
Tests des ensembles complets
Les sénéralement des composants quisont ystèmes de mesure deHEIDENHAIN sont gintégrés dans desensembles complets. Dans ce cas etindépendamment des valeurs spécifiéespour le système de mesure, il convient desoumettre la globalité de l'ensemble à
des tests approfondis. Lescaractéristiques techniques indiquéesdans ce catalogue sont valables pour lesystème de mesure lui-même et non paspour l'ensemble complet. L'emploi dusystème de mesure en dehors desvaleurs spécifiées ou non conforme àl'application de destination est de laresponsabilité de l'utilisateur.
DIADUR, AURODUR, SUPRADUR® etPRECIMET® sont des marques déposées parDR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH, TrauneutZerodur® est une marque déposée parSchott-Glaswerke, Mayence.
18
Dimensions
en mm
LIP 372
LIP 382Systèmes de mesure linéaire incrémentaux de très haute précision
pour résolutions de mesure jusqu'à 0,001 µm (1 nm)
Caractéristiques techniques LIP 372
LIP 382
Support de la mesure
Période de divisionCoefficient de dilatation thermique
Réseau de phases DIADUR survitrocéramique Zerodur®
0,512 µm�therm � 0 · 10–6 K–1
Classe de précision ± 0,5 µm(classes de précision supérieures surdemande)
Longueur de mesure ML* en mm 70, 150, 170, 220, 270
Marque de référence aucune
Vitesse de LIP 372
déplacement max. LIP 382
cf. page 377,6 m/minavec fréquence limite à –3dB � 1 MHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 4 m/s2 (EN 60068-2-6)� 50 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 40 °C
Poids Tête captriceRègle de mesure
150 g (APE 100 g)260 g (ML 70 mm)700 g (ML � 150 mm)
Tension d'alimentation LIP 372
LIP 382
5 V ± 5%/< 160 mA (sans charge)5 V ± 5%/< 160 mA
Signaux incrémentaux/ LIP 372
Période du signal
LIP 382
� TTL/interpolation x 32 intégrée:0,004 µm
� 1 VCC/0,128 µm
Raccordement électrique
Longueur de câble max.
Câble de 0,5 m vers l'électroniqued'adaptation (APE), câble adaptateurséparé (1 m/3 m/6 m/9 m) raccordablesur l'APE30 m
* à indiquer SVP à la commande
* = Modification max. en fonctionnementF = Guidage de la machine� = Début de la longueur de mesure ML� = Surface de montage pour la tête captrice� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes à ladescription de l'interface
ML L L1 L2
150 182 40 102
170 202 45 112
220 252 56 140
270 322 71 180
19
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ML 270
ML220,170,150
ML 70C
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20
Dimensions
en mm
LIP 471
LIP 481Systèmes de mesure linéaire incrémentaux de très haute précision
• pour espaces de montage réduits
• pour résolutions de mesure de 1 µm à 0,005 µm
Caractéristiques techniques LIP 471
LIP 481
Support de la mesure
Période de divisionCoefficient de dilatation thermique
Réseau de phases DIADUR survitrocéramique ZERODUR® ou sur verre4 µm�therm � 0 ·10–6 K–1 (vitrocéramiqueZerodur®)�therm � 8 ·10–6 K–1 (verre)
Classe de précision* ± 1 µm± 0,5 µm(classes de précision supérieures surdemande)
Longueur de mesure ML* en mm 70, 120, 170, 220, 270, 320,
370, 420
Marque de référence* LIP 4x1R
LIP 4x1A
une au centre de la longueur de mesureaucune
Vitesse de LIP 471
déplacement max. LIP 481
cf. page 3730 m/minavec fréquence limite à –3dB: � 250 kHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 200 m/s2 (EN 60068-2-6)� 500 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 40 °C
Poids Tête captrice
Règle de mesureCâble de raccordement
25 g (LIP 4x1A),50 g (LIP 4x1R), sans câble de raccordement5,6 g + 0,2 g/mm de longueur de mesure30 g/m
Tension d'alimentation LIP 471
LIP 481
5 V ± 5%/< 200 mA (sans charge)5 V ± 5%/< 190 mA
Signaux incrémentaux/ LIP 471
Période du signal
LIP 481
� TTL/interpolation x 5 intég.: 0,4 µm� TTL/interpolation x10 intég.: 0,2 µm� 1 VCC/2 µm
Raccordement électrique
Longueur de câble max. LIP 471
LIP 481
Câble de 0,5 m avec prise Sub-D (15 plots)Electronique d'adaptation et d'interfaceintégrée dans la prise100 m150 m
* à indiquer SVP à la commande
F = Guidage de la machine
* = Modification max. en fonctionnement� = Position marque de référence LIP 4x1R� = Début de la longueur de mesure ML� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes à ladescription de l'interface
21
LIP 471R/LIP 481R
LIP 471A/LIP 481A
�
22
Dimensions
en mm
LIP 571
LIP 581Système de mesure linéaire incrémental de très haute précision
• pour grandes longueurs de mesure
• pour résolutions de mesure de 1 µm à 0,05 µm
F = Guidage de la machine* = Modification max. en fonctionnement� = Position marque de référence LIP 5x1R� = Position marques de référence LIP 5x1C� = Début de la longueur de mesure ML� = Dépassement admis� = Surface de montage pour la tête captrice� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes à ladescription de l'interface
Caractéristiques techniques LIP 571
LIP 581
Support de la mesure
Période de divisionCoefficient de dilatation thermique
Réseau de phases DIADUR sur verre8 µm�therm � 8 · 10–6 K–1
Classe de précision ± 1 µm
Longueur de mesure ML* en mm 70, 120, 170, 220, 270, 320,
370, 420, 470, 520, 570, 620,
670, 720, 770, 820, 870, 920,
970, 1020, 1240, 1440
Marques de référence* LIP 5x1R
LIP 5x1C
une au centre de la longueur de mesureà distances codées; définition de la valeurde position absolue dans une course de20 mm max.
Vitesse de LIP 571
déplacement max. LIP 581
cf. page 3772 m/minavec fréquence limite à –3dB: � 300 kHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 200 m/s2 (EN 60068-2-6)� 500 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 50 °C
Poids Tête captriceElectronique d'adaptationRègle de mesureCâble de raccordement
20 g (sans câble de raccordement)70 g7,2 g + 0,24 g/mm de longueur de mesure70 g/m
Tension d'alimentation LIP 571
LIP 581
5 V ± 5%/< 220 mA (sans charge)5 V ± 5%/< 210 mA
Signaux incrémentaux/ LIP 571
Période du signal
LIP 581
� TTL/interpolation x5 intég.: 0,8 µm� TTL/interpolation x10 intég.: 0,4 µm� 1 VCC/4 µm
Raccordement électrique*
Longueur de câble max LIP 571
LIP 581
Câble 0,5 m/1 m ou 3 m avec prise Sub-D(15 plots); électronique d'adaptation etd'interface intégrée dans la prise100 m150 m
* à indiquer SVP à la commande
23
�
24
Dimensions
en mm
LIF 471
LIF 481Système de mesure linéaire incrémental
• pour résolutions de mesure de 1 µm à 0,1 µm
• simplicité de montage avec film de montage PRECIMET�
• détection de position avec piste Homing et commutateurs de fin de course
• insensibilité relative aux salissures grâce au réseau de divisions SUPRADUR
F = Guidage de la machine* = Modification max. en fonctionnement� = Position marques de référence� = Epoxy pour ML < 170� = Commutateur pour piste Homing� = Début de la longueur de mesureLI = Marque pour fin de courseP = Point de mesure pour dégauchissage� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes à ladescription de l’interface
Caractéristiques techniques LIF 471
LIF 481
Support de la mesure
Jusqu'à ML 220 mmA partir de ML 270 mmPériode de divisionCoefficient de dilatation thermique
Réseau de phases SUPRADUR sur verreRéseau de phases DIADUR sur verre8 µm�therm � 8 · 10–6 K–1
Classe de précision ± 3 µm
Longueur de mesure ML* en mm 70, 120, 170, 220, 270, 320,
370, 420, 470, 520, 570, 620,
670, 720, 770, 820, 870, 920,
970, 1020
Marque de référence une au centre de la longueur de mesure
Détection de la position
Signaux de sortieSignal Homing et signal de fin de courseTTL (sans amplificateur de ligne)
Vitesse de LIF 471
déplacement max. LIF 481
cf. page 3772 m/minavec fréquence limite à –3dB: � 300 kHz100 m/minavec fréquence limite à –6dB: � 420 kHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 200 m/s2 (EN 60068-2-6)� 400 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 50 °C
Poids Tête captriceElectronique d'adaptationRègle de mesureCâble de raccordement
9 g (sans câble de raccordement)140 g0,8 g + 0,08 g/mm de longueur de mesure40 g/m
Tension d'alimentation LIF 471
LIF 481
5 V ± 5%/max. 180 mA (sans charge)5 V ± 5%/< 175 mA
Signaux incrémentaux/ LIF 471
Période du signal
LIF 481
� TTL/interpolation x100 intég.: 0,04 µm� TTL/interpolation x50 intég.: 0,08 µm� TTL/interpolation x20 intég.: 0,2 µm� TTL/interpolation x10 intég.: 0,4 µm� TTL/interpolation x5 intég.: 0,8 µm� 1 VCC/4 µm
Raccordement électrique*
Long. de câble max. Signaux incrémentauxHoming, fin de course
Câble 0,5 m/1 m ou 3 m avec prise Sub-D(15 plots); électronique d'adaptation etd'interface intégrée dans la prise30 m10 m
* à indiquer SVP à la commande
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26
Dimensions
en mm
LIDA 171
LIDA 181Systèmes de mesure linéaire incrémentaux pour vitesses de déplacement élevées
• avec règle de mesure en acier
• pour résolutions de mesure de 1 µm à 0,1 µm
• larges tolérances de montage
• sur demande, variantes de montage correspondant au LIDA 400
F = Guidage de la machine* = Modification max. en fonctionnement� = Position marques de référence avec
aimant de sélection LIDA 1x1� = Position marques de référence LIDA 1x1C� = Début de la longueur de mesure ML� = Surface de montage pour la tête captrice� = Accessoire spécial équerre de montage = Aimant de sélection = Longueur règle de mesure� = en version � acier non autorisé dans
cette zone� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes àla description de l'interface
ML e
.. 20 25
.. 40 35
.. 70 50
ML z
� 1020 10
> 1020 20
Caractéristiques techniques LIDA 171
LIDA 181
Support de la mesure
Période de divisionCoefficient de dilatation thermique
Règle en acier avec réseau de traitsAURODUR40 µm�therm � 10 · 10–6 K–1
Classe de précision* ± 5 µm± 3 µm
Longueur de mesure ML* en mm 220, 270, 320, 370, 420, 470,
520, 620, 720, 770, 820, 920,
1020, 1240, 1440, 1640, 1840, 2040
Marques de référence* LIDA 1x1
LIDA 1x1C
tous les 50 mm, sélectionnables par aimantsà distances codées; définition de la valeurde position absolue dans une course de80 mm max.
Vitesse de LIDA 171
déplacement max. LIDA 181
cf. page 37480 m/minavec fréquence limite à –3dB: � 200 kHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 200 m/s2 (EN 60068-2-6)� 500 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 50 °C
Poids Tête captriceAimant de sélectionRègle de mesureCâble de raccordement
70 g (sans câble de raccordement)10 gca. 1,5 kg/m de longueur de mesure70 g/m
Tension d'alimentation LIDA 171
LIDA 181
5 V ± 5%/< 200 mA (sans charge)5 V ± 5%/< 150 mA
Signaux incrémentaux/ LIDA 171
Période du signal
LIDA 181
� TTL/interpolation x10 intég.: 4 µm� TTL/interpolation x5 intég.: 8 µm� 1 VCC/40 µm
Raccordement électrique
Longueur de câble max. LIDA 171
LIDA 181
Câble de 3 m avec prise100 m150 m
* à indiquer SVP à la commande
27
LIDA 171
LIDA 181
�
28
Dimensions
en mm
LIDA 475
LIDA 485Systèmes de mesure linéaire incrémentaux pour espaces de montage réduits
• pour grandes longueurs de mesure jusqu'à 30 m
• pour résolutions de mesure de 1 µm à 0,1 µm
• larges tolérances de montage
• commutateurs de fin de course
Caractéristiques techniques LIDA 475
LIDA 485
Support de la mesure
Période de divisionCoefficient de dilatation thermique
Ruban en acier avec réseau de traitsAURODUR20 µmen fonction de la surface de montage
Classe de précision ± 5 µm
Longueur de mesure ML* en mm 140, 240, 340, 440, 540, 640,
740, 840, 940, 1040, 1140, 1240,
1340, 1440, 1540, 1640, 1740, 1840,
1940, 2040
autres longueurs de mesure jusqu'à30040 mm avec ruban monobloc etsupports de ruban en plusieurs tronçons
Marque de référence une au centre de la longueur de mesure
Commutateurs de fin de course
Signaux de sortieL1/L2 avec deux différents aimantsTTL (sans amplificateur de ligne)
Vitesse de LIDA 475
déplacement max. LIDA 485
cf. page 37480 m/minavec fréquence limite à –3dB: � 400 kHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 200 m/s2 (EN 60068-2-6)� 500 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 50 °C
Poids Tête captriceRègle de mesureCâble de raccordement
20 g (sans câble de raccordement)ca. 115 g + 250 g/m ML70 g/m
Tension d'alimentation LIDA 475
LIDA 485
5 V ± 5%/< 200 mA (sans charge)5 V ± 5%/< 150 mA
Signaux incrémentaux/ LIDA 475
Période du signal
LIDA 485
� TTL/interpolation x5 intég.: 4 µm� TTL/interpolation x10 intég.: 2 µm� 1 VCC/20 µm
Raccordement électrique
Longueur de câble max.
Câble 3 m avec prise Sub-D (15 plots);avec LIDA 475, électronique d'adaptationet d'interface intégrée dans la prise20 m
* à indiquer SVP à la commande
� = Tronçons supports de ruban vissés = Tronçons supports de ruban collés
avec PRECIMETF = Guidage de la machine
= Ajustement ou réglage* = Modification max. en fonctionnementP = Points de mesure pour dégauchissage� = Position marque de référence� = Début de la longueur de mesure ML = Aimant pour commutateur
de fin de course� = Longueur supports� = Pièce intermédiaire pour longueurs de
mesure à partir de 3040 mm� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes àla description de l'interface
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29
ML � 2040
ML > 2040
Possibilités de montage de la tête captrice
�
30
Dimensions
en mm
LIDA 477
LIDA 487Systèmes de mesure linéaire incrémentaux pour espaces de montage réduits
• pour courses de mesure jusqu'à 6 m
• pour résolutions de mesure de 1 µm à 0,1 µm
• larges tolérances de montage
• commutateurs de fin de course
Caractéristiques techniques LIDA 477
LIDA 487
Support de la mesure
Période de divisionCoefficient de dilatation thermique
Ruban en acier avec réseau de traitsAURODUR20 µm�therm � 10 · 10–6 K–1
Classe de précision ± 15 µm± 5 µm après compensation linéaire desdéfauts dans l'électronique consécutive
Longueur de mesure ML* en mm 240, 440, 640, 840, 1040, 1240,
1440, 1640, 1840, 2040, 2240, 2440,
2640, 2840, 3040, 3240, 3440, 3640,
3840, 4040, 4240, 4440, 4640, 4840,
5040, 5240, 5440, 5640, 5840, 6040
Marque de référence une au centre de la longueur de mesure
Commutateurs de fin de course
Signaux de sortieL1/L2 avec deux différents aimantsTTL (sans amplificateur de ligne)
Vitesse de LIDA 477
déplacement max. LIDA 487
cf. page 37480 m/minavec fréquence limite à –3dB: � 400 kHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 200 m/s2 (EN 60068-2-6)� 500 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 50 °C
Poids Tête captriceRègle de mesureCâble de raccordement
20 g (sans câble de raccordement)ca. 25 g + 100 g/m ML70 g/m
Tension d'alimentation LIDA 477
LIDA 487
5 V ± 5%/< 200 mA (sans charge)5 V ± 5%/< 150 mA
Signaux incrémentaux/ LIDA 477
Période du signal
LIDA 487
� TTL/interpolation x5 intég.: 4 µm� TTL/interpolation x10 intég.: 2 µm� 1 VCC/20 µm
Raccordement électrique
Longueur de câble max.
Câble 3 m avec prise Sub-D (15 plots);avec LIDA 477, électronique d'adaptationet d'interface intégrée dans la prise20 m
* à indiquer SVP à la commande
F = Guidage de la machine= Ajustement ou réglage
* = Modification max. en fonctionnementP = Points de mesure pour dégauchissage� = Position marque de référence� = Début de la longueur de mesure ML = Aimant pour commutateur de fin
de course� = Longueur supports� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes àla description de l'interface
31
��
�
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������������
ML � 2040
ML > 2040
Possibilités de montage de la tête captrice
�
32
Dimensions
en mm
PP 271R
PP 281RSystème de mesure incrémental en 2D
pour résolutions de mesure de 1 µm à 0,05 µm
Caractéristiques techniques PP 271R
PP 281R
Support de la mesure
Période de divisionCoefficient de dilatation thermique
Réseau de phases TITANID®en 2D surverre8 µm�therm � 8 · 10–6 K–1
Classe de précision ± 2 µm
Plage de mesure 68 mm x 68 mm,autres plages de mesure sur demande
Marque de référence une marque de référence à 3 mm dudébut de la mesure
Vitesse de PP 271R
déplacement max. PP 281R
cf. page 3760 m/minavec fréquence limite à –3dB: � 250 kHz
Vibrations 55 à 2000 HzChocs 11 ms
� 80 m/s2 (EN 60068-2-6)� 100 m/s2 (EN 60068-2-27)
Température de travail 0 à 50 °C
Poids Tête captriceAPE et câblelPlaque de mesure
170 g120 g75 g
Tension d'alimentation PP 271R
PP 281R
5 V ± 5%/210 mA (sans charge)5 V ± 5%/210 mA
Signaux incrémentaux/ PP 271R
Période du signal
PP 281R
� TTL/interpolation x5 intég.: 0,8 µm� TTL/interpolation x5 intég.: 0,4 µm� 1 VCC/4 µm
Raccordement électrique
Longueur de câble max. PP 271R
PP 281R
Câble de 0,5 m avec prise Sub-D (15 plots)Electronique d'adaptation et d'interfaceintégrée dans la prise100 m150 m
F = Guidage de la machine� = Face gravée� = Position marque de référence de
la position moyenne représentée� = Sens de déplacement de la tête captrice
pour signaux de sortie conformes àla description de l'interface
D1 D2
� 32,9 –0,2 � 33 –0,02/–0,10
33
�
�
34
Les systèmes de mesure HEIDENHAINéquipés de l'interface � 1 VCC délivrentdes signaux de tension capables de subirune forte interpolation.
Les signaux sinusoïdaux incrémentaux
A et B sont déphasés de 90° él. et leuramplitude classique est de 1 Vcc.Le train des signaux de sortie représenté ici- avec B en retard sur A - illustre le sens dedéplacement indiqué sur le pland'encombrement.
Le signal de référence R a une partie utileG d'environ 0,5 V. A proximité de la marquede référence, le signal de sortie peutdescendre à une valeur de repos H jusqu'à1,7 V. Ceci ne doit pas entraîner unesurmodulation de l'électroniqueconsécutive. Les crêtes de signal peuventégalement apparaître avec une amplitude Gau niveau de repos bas.
L'amplitude du signal indiquée est valablepour la tension d'alimentation appliquée surle système de mesure et précisée dans lescaractéristiques techniques. Elle se réfère àune mesure différentielle à impédance de120 ohms entre les sorties connexes.L'amplitude du signal varie en fonction del'augmentation de la fréquence. Lafréquence limite donne la fréquence àlaquelle une certaine fraction de l'amplituded'origine du signal est conservée:• fréquence limite à –3 dB:
70%de l'amplitude du signal• fréquence limite à –6 dB:
50% de l'amplitude du signal
Interpolation/résolution/pas de mesure
Les signaux de sortie de l'interface 1 VCCsont généralement interpolés dansl'électronique consécutive de manière àobtenir des résolutions suffisammentélevées. Pour l'asservissement de
vitesse, on utilise fréquemment desfacteurs d'interpolation supérieurs à 1000pour conserver des informations de vitesseexploitables, y compris à des vitesses deréduites.
Les caractéristiques techniquescomportent des pas de mesure conseilléspour l'enregistrement de positions. Pourles applications spéciales, d'autresrésolutions sont également possibles.
Période de signal360° él.
(valeur nominale)
A, B, R mesurés avec oscilloscope en mode différentiel
Am
plitu
de
du
sig
nal[%
]
Fréquence limite à –3dBFréquence limite à –6dB
Fréquence de
balayage [kHz]
Fréquence limite
Courbecaractéristique del'amplitude dusignal en fonction dela fréquence debalayage
Interface Signaux de tension sinusoïdaux � 1 VCC
Signaux
incrémentaux
2 signaux sinusoïdaux A et B
Amplitude du signal M: 0,6 à 1,2 VCC; 1 VCC typ.Ecart de symétrie IP – NI/2M: � 0,065Rapport de signal MA/MB: 0,8 à 1,25Angle de phase I�1 + �2I/2: 90° ± 10° él.
Signal de référence 1 ou plusieurs crêtes de signal R
Partie utile G: 0,2 à 0,85 VValeur de repos H: 0,04 V à 1,7 VEcart de commutation E, F: � 40 mVPassages à zéro K, L: 180° ± 90° él.
Câble de liaison
Longueur du câbleDurée du signal
Câble HEIDENHAIN blindéPUR [4(2 · 0,14 mm2) + (4 · 0,5 mm2)]150 m max. avec capacité linéique de 90 pF/m6 ns/m
Les éventuelles limitations de tolérances susceptibles de s'appliquer aux systèmes demesure sont précisées dans les caractéristiques techniques
Interfaces
Signaux incrémentaux � 1 VCC
35
Racco
rdem
en
téle
ctr
iqu
e
Circuit à l'entrée de
l'électronique consécutive
Dimensionnement
Amplificateur opérationnel MC 34074Z0 = 120 �R1 = 10 k� et C1 = 100 pFR2 = 34,8 k� et C2 = 10 pFUB = ± 15 VU1 env. U0
Fréquence limite à –3 dB du circuit
env. 450 kHzenv. 50 kHz avec C1 = 1000 pF
et C2 = 82 pFCette variante de circuit réduit la largeur debande du circuit mais, en revanche,améliore l'antiparasitage.
Signaux de sortie du circuit
Ua = 3,48 VCC typ.Amplification: 3,48 fois
Surveillance du signal
Il convient de prévoir un seuil de réponsede 250 mVCC pour la surveillance dessignaux incrémentaux 1 VCC.
Signaux
incrémentaux
Signal de référence
Ra < 100 �, 24 � ��Ca < 50 pF�Ia < 1 mAU0 = 2,5 V ± 0,5 V(par rapport au 0 Vde la tensiond'alimentation)
1 VCC
Electronique consécutiveSystème de mesure
36
Les systèmes de mesure HEIDENHAINéquipés de l'interface � TTL comportentdes électroniques qui digitalisent lessignaux de balayage sinusoïdaux en lesinterpolant ou sans les interpoler.
Les signaux incrémentaux sont transmissous la forme de 2 trains d'impulsions rectan-gulaires Ua1 et Ua2 déphasés de 90° él. Lesignal de la marque de référence est cons-titué d'une ou plusieurs impulsions de réfé-rence Ua0, reliées aux signaux incrémentaux.L'électronique intégrée génère en outre lessignaux inverses , � und � permet-tant ainsi d'assurer une transmission antipara-site. Le train des signaux de sortie représentéici – avec Ua2 en retard sur Ua1 – illustre lesens de déplacement indiqué sur le pland'encombrement.
Le signal de perturbation � indique lesfonctions défectueuses, par exemple, unerupture des fils d'alimentation, une panne desource lumineuse, etc. Il peut être utilisé pourmettre la machine hors tension, notammentdans la production automatisée.
Le pas de mesure résulte de l'écart entredeux fronts des signaux incrémentaux Ua1 etUa2 avec exploitation par 1, par 2 ou par 4.
L'électronique consécutive doit être conçuede manière à enregistrer chaque front des im-pulsions rectangulaires. L'écart min. a entre
les fronts indiqué dans les caractéristiquestechniques s'applique au circuit d'entrée illus-tré, avec une longueur de câble de 1 m et seréfère à une mesure en sortie du récepteurde ligne différentiel.En outre, des différences de durée de propa-gation du signal provenant du câble réduisentl'écart entre les fronts de 0,2 ns max. parmètre de câble. Pour éviter les erreurs decomptage, il faut donc concevoir l'électroniqueconsécutive de manière à pouvoir encore trai-ter 90 % de l'écart entre les fronts restant.Il convient de ne pas dépasser, même briève-ment, la vitesse de rotation ou la vitesse de
déplacement max. admissible.
La longueur de câble admissible pour latransmission des signaux rectangulairesTTL à l'électronique consécutive dépend dela distance entre les fronts a. Elle est de100 m ou 50 m pour le signal deperturbation. Il faut pour cela quel'alimentation en tension soit assurée sur lesystème de mesure (cf. Caractéristiquestechniques). Les lignes de retour peuventêtre utilisées pour enregistrer la tension surle système de mesure et, le cas échéant,de la régler avec un dispositifd'asservissement adéquat (alimentationcontrôlée Remote Sense).
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��
��
��
��
�
����
Lo
ng
ueu
rd
ecâb
le[m
]
Ecart entre les fronts [µs]
sans �
avec �
Longueur de câble
admissible
en fonction de l'écartentre les fronts
Interface Signaux rectangulaires � TTL
Signaux
incrémentaux
2 TTL-signaux rectangulaires Ua1, Ua2 et leurs signaux inverses�, �
Signal de référence
Largeur d'impulsionRetard
1 ou plusieurs impulsions rectangulaires Ua0 et leursimpulsions inverses Impulse �90° él. (autre largeur sur demande); LS 323: non relié|td | � 50 ns
Signal de
perturbation
Largeur d'impulsion
1 impulsion rectangulaire TTL �Perturbation: LOW (sur demande: Ua1/Ua2 à haute impédance)Appareil en fonctionnement normal: HIGHtS � 20 ms
Amplitude du signal Conducteur de ligne différentiel selon standard EIA RS 422UH � 2,5 V pour –IH = 20 mAUL � 0,5 V pour IL = 20 mA
Charge admissible Z0 � 100 � entre les sorties connexes|ILI � 20 mA charge max. sur chaque sortieCLoad � 1000 pF à 0 VSorties protégées contre court-circuit à 0 V
Temps de
commutation
(10% à 90%)
t+ / t– � 30 ns (10 ns typ.)avec 1 m de câble et circuit d'entrée indiqué
Câble de liaison
Longueur du câbleDurée du signal
Câble HEIDENHAIN blindéPUR [4(2 × 0,14 mm2) + (4 × 0,5 mm2)]100 m max. (� 50 m max. ) avec capacité linéique de 90 pF/m6 ns/m
��
�
Période de signal 360° él. Perturbation
Pas de mesure après
exploitation par 4
Les signaux inverses , �, et � ne sont pas représentés
Interfaces
Signaux incrémentaux � TTL
37
Résolution1)
/
Interpolation*
Fréquence
de ba-
layage*
Vitesse de
déplace-
ment
Ecart a
min. entre
les fronts
LIP 372 0,001 µm/par 32
98 kHz49 kHz24,5 kHz
� 0,75 m/min� 0,38 m/min� 0,19 m/min
� 0,055 µs� 0,13 µs� 0,28 µs
LIP 471 0,1 µm/par 5
200 kHz100 kHz50 kHz
� 24 m/min� 12 m/min� 6 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
0,05 µm/par 10
100 kHz50 kHz25 kHz
� 12 m/min� 6 m/min� 3 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
LIF 471 0,2 µm/par 5
500 kHz250 kHz125 kHz
� 120 m/min� 60 m/min� 30 m/min
� 0,08 µs� 0,18 µs� 0,38 µs
0,1 µm/par 10
250 kHz125 kHz62,5 kHz
� 60 m/min� 30 m/min� 15 m/min
� 0,08 µs� 0,18 µs� 0,38 µs
0,05 µm/par 20
250 kHz125 kHz62,5 kHz
� 60 m/min� 30 m/min� 15 m/min
� 0,036 µs� 0,08 µs� 0,18 µs
0,02 µm/par 50
100 kHz50 kHz25 kHz
� 24 m/min� 12 m/min� 6 m/min
� 0,036 µs� 0,08 µs� 0,18 µs
0,01 µm/par 100
50 kHz25 kHz12,5 kHz
� 12 m/min� 6 m/min� 3 m/min
� 0,036 µs� 0,08 µs� 0,18 µs
* à indiquer à la commande1) après exploitation par 4
Résolution1)
/
Interpolation*
Fréquence
de ba-
layage*
Vitesse de
déplace-
ment
Ecart a
min. entre
les fronts
LIP 571,
PP 271
0,2 µm/par 5
200 kHz100 kHz50 kHz
� 48 m/min� 24 m/min� 12 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
0,1 µm/par 10
100 kHz50 kHz25 kHz
� 24 m/min� 12 m/min� 6 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
LIDA 17x 2 µm/par 5
200 kHz100 kHz50 kHz
� 480 m/min� 240 m/min� 120 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
1 µm/par 10
100 kHz50 kHz25 kHz
� 240 m/min� 120 m/min� 60 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
LIDA 47x 1 µm/par 5
200 kHz100 kHz50 kHz
� 240 m/min� 120 m/min� 60 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
0,5 µm/par 10
100 kHz50 kHz25 kHz
� 120 m/min� 60 m/min� 30 m/min
� 0,23 µs� 0,48 µs� 0,98 µs
0,1 µm/par 50
50 kHz25 kHz12,5 kHz
� 60 m/min� 30 m/min� 15 m/min
� 0,08 µs� 0,18 µs� 0,38 µs
0,05 µm/par 100
25 kHz12,5 kHz6,25 kHz
� 30 m/min� 15 m/min� 7,5 m/min
� 0,08 µs� 0,18 µs� 0,38 µs
Signaux
incrémentaux
Signal de référence
Signal de
perturbation
Electronique consécutiveSystème de mesureCircuit à l'entrée de
l'électronique consécutive
Dimensionnement
IC1 = récepteur de ligne différentielconseilléDS 26 C 32 ATseulement pour a > 0,1 µs:AM 26 LS 32MC 3486SN 75 ALS 193
R1 = 4,7 k�R2 = 1,8 k�Z0 = 120 �C1 = 220 pF (pour améliorer l'antiparasitage)
Relation entre la fréquence de balayage, la vitesse de déplacement et l'écart entre les fronts
38
Signaux de sortie
Commutateurs de fin de course
Les LIDA 400 sont équipés de deuxcommutateurs de fin de course intégrésdestinés à détecter les positions terminalesou à créer une piste Homing. Lescommutateurs de fin de course sontréalisés au moyen d'aimants adhésifs denature différente qui rendent possible unecommutation ciblée des commutateurs defin de course droite ou gauche. La mise à lafile des aimants permet de réaliserégalement des pistes Homing. Les signauxdes commutateurs de fin de course sontdélivrés sur des lignes séparées et sontainsi disponibles directement. Le câble dediamètre 3,7 mm reste néanmoinsparticulièrement mince afin de limiter aumaximum les forces exercées sur leséléments mobiles de la machine.
LIDA 47x LIDA 48x
Signaux de sortie 1 impulsion rectangulaire TTL pour chaquecommutateur de fin de course L1 et L2, „actifs high”
Amplitude du signal TTL venant du signalpush-pull(ex. 74 HCT 1G 08)
TTL venant du montage àcollecteur commun avecrésistance de charge10 k� à 5 V
Charge admissible IaL � 4 mAIaH � 4 mA
Durées de Temps de montéecommutation Temps de descente(10% à 90%)
t+ � 50 nst– � 50 nsmesurés avec câble de3 m et circuit d'entréeconseillé
t+ � 10 µst– � 3 µsmesurés avec câble de3 m et circuit d'entréeconseillé
Longueur de câble admissible 20 m max.
Circuit conseillé à l'entrée de
l'électronique consécutive
Dimensionnement
IC3 par ex. 74AC14R3 = 1,5 k�
Commutateurs
de fin de course
LIDA 400
L1/L2 = Signaux de sortie des commutateursde fin de course 1 et 2Tolérance du front decommutation: ± 2 mm
� = Début de la longueur de mesure ML� = Aimant S pour fin de course 1� = Aimant N pour fin de course 2
39
A côté du réseau de divisionsincrémentales, le LIF 4x1 dispose d'unepiste Homing et de commutateurs de finde course destinés à détecter les positions.
Les signaux compatibles TTL sont délivréssur des lignes séparées H et L de manièreà être directement disponibles. Le câble dediamètre 4,5 mm reste néanmoinsparticulièrement mince afin de restreindreau maximum les forces exercées sur leséléments mobiles de la machine
LIF 4x1
Signaux de sortie 1 impulsion rectangulaire TTL pour la piste Homing Het une autre pour le commutateur de fin de course L
Amplitude du signal TTL venant du montage à collecteur communUH � 3,8 V pour –IH = 8 mAUL � 0,45 V pour IL = 8 mA
Charge admissible R � 680 �IILI � 8 mA
Longueur de câble admissible 20 m max.
Circuit conseillé à l'entrée de
l'électronique consécutive
Dimensionnement
IC3 par ex. 74AC14R3 = 4,7 k�
�
)����������#�������)����������#������)���������#������
����������������
����������������
������
�
��
���������
�� ����
��
Commutateurs de
fin de course
Piste Homing
LIF 400
L/H
Détection des positions
� = Position de la marque de référence� = Début de la longueur de mesure ML
= Marque de fin de course, décalable� = Commutateur pour piste HomingLI
40
15 plots
Prise Sub-D: La prise Sub-D est utiliséelorsque les espaces de montage sont réduits(TNC 4xx, IK 220, par exemple). Elle peutloger une électronique d'adaptation APE.
Prise d'accouplement: On appelle prised'accouplement tout connecteur, mâle oufemelle, présentant un filetage externe.
Prise: On appelle prise tout connecteur,mâle ou femelle, présentant un écroud'accouplement
Connecteurs
Remarques générales
Prise avec gaine isolante Prise d'accouplement avec gaine isolante
Embase Prise Sub-D
x
x: 42.7y: 41.7
88.7 avec APE intégrée
y
����
����
�
����
����
������
Prise d'accouplement encastrable avec gaine isolante
Embase: Une embase est fixée sur le systèmede mesure, le bloc de montage ou le bâti de lamachine; elle présente un filetage externe(comme la prise d'accouplement). Elle est dis-ponible avec contacts mâles ou femelles
Contacts:
Contacts mâles
Contacts femelles
Numérotation des plots
Le sens suivant lequel les plots sontnumérotés est défini selon que l'on utiliseune prise ou une prise d'accouplement.Peu importe qu'il s'agisse d'un connecteurmâle ou femelle. La prise d'accouplementet l'embase présentant toutes deux unfiletage, le sens de la numérotation desplots est identique.
Lorsqu'ils sont vissés, les connecteurs ontl'indice de protection IP 67 (prises Sub-D:IP 50; EN 60 529). Lorsqu'ils ne sont pasvissés, la protection n'existe pas.
41
Raccordement
Le blindage est sur le boîtier; UP = tension d'alimentationPalpeur: La ligne de palpeur est reliée de manière interne à la ligned'alimentation
Prise Sub-D
15 plots
Prise Sub-D 15 plots
avec électronique
d'adaptation et
d'interface intégrée
Alimentation en tension Signaux incrémentaux Autres signaux
4 12 2 10 1 9 3 11 14 7 13 8 6 15
� TTL UP Palpeur
5 V0 V Palpeur
0 VUa1 � Ua2 � Ua0 � � L1
2)
H3)L2
2)
L3)
1)
� 1 VCC A+ A– B+ B– R+ R– libre libre
brun/vert
bleu blanc/gris
blanc brun vert gris rose rouge noir violet vert/noir
jaune/noir
jaune
Prise d'accouplement
12 plots
HEIDENHAIN
Prise
12 plots
HEIDENHAIN
Alimentation en tension Signaux incrémentaux Autres signaux
12 2 10 11 5 6 8 1 3 4 7 9
� TTL UP Palpeur
5 V0 V Palpeur
0 VUa1 � Ua2 � Ua0 � � 1)
� 1 VCC A+ A– B+ B– R+ R– L12)
L22)
brun/vert
bleu blanc/vert
blanc brun vert gris rose rouge noir violet jaune
Le blindage est sur le boîtier; UP = tension d'alimentationPalpeur: La ligne de palpeur est reliée de manière interne à laligne d'alimentation
1) Commutation TTL/11 µACC pour PWT.2) Seulement avec LIDA 48x;
Affectation des couleurs valableuniquement
1) Commutation TTL/11 µACC pour PWT.2) Seulement avec LIDA 4xx;
Affectation des couleurs valableuniquement pour les câbles de liaison
3) Seulement avec LIF 481
42
Prises Sub-D et câbles (15 plots)
Prise sur
LIF/LIP 400/LIP 500/PP
Prise sur LIDA 400/LIF 400
Contre prise sur câble de liaison
correspondant à la prise de l'appareil
Prise Sub-D
(femelle), 15 plotsContre prise sur câble de liaison
correspondant à la prise de
l'appareil
Prise Sub-D
(femelle) , 15 plots
pour câble de liaison � 8 mm� 6 mm
315650-14 pour câble de liaison � 8 mm� 6 mm
315650-14
Câble de liaison PUR 8 mm
[4(2 x 0,14 mm2) + (4 x 0,5 mm2)]Blindage sur le boîtier
Câble de liaison PUR 8 mm
[4(2 x 0,14 mm2) + (4 x 0,5 mm2) + 2 x (2 x 0,14 mm2)]Blindage sur le boîtier
Câble de liaison PUR 6 mm
[6(2 x 0,19 mm2)] � 8 mm � 6 mm1)Câble de liaison PUR 6 mm
[6(2 x AWG28) + (4 x 0,14 mm2)] � 8 mm � 6 mm1)
Câble complet avec prise Sub-D(femelle) et prise (mâle)
331693-xx 355215-xx Câble complet avec prise Sub-D(femelle) et prise (mâle)
354379-xx 355397-xx
Câble avec prise Sub-D (femelle) àune extrémité
332433-xx 355209-xx Câble avec prise Sub-D (femelle)à une extrémité
354411-xx 355398-xx
Câble complet avec prise Sub-D(femelle) et prise (mâle)
335074-xx 355186-xx Câble nu 354341-01 355241-01
Câble complet avec prise Sub-D(femelle) et prise Sub-D (femelle)Distribution des plots pour IK 220
335077-xx 349687-xx
Câble nu 244957-01 291639-01
1) Longueur de câble pour � 6 mm: 9 m max.
43
Prises et câbles HEIDENHAIN (12 plots)
Câble adaptateur pour LIP 300 Câble adaptateur avec prise
d'accouplement (mâle)
310128-xx
Longueur 1 m/3 m/6 m/9 m
Diamètre 6 mm
Câble adaptateur sans prise 310131-xx
Longueur 1 m/3 m/6 m/9 m
Diamètre 6 mm
Prise d'accouplement sur LIDA 18x Prise d'accouplement
(mâle) 12 plots, blindagesur le boîtier
Prise sur LIDA 17x Prise (mâle) 12 plots,blindage sur le boîtier
pour câble de l'appareil � 4,5 mm 291698-14 pour câble de l'appareil � 4,5 mm 291697-06
Câble de liaison PUR 8 mm
[4(2 x 0,14 mm2) + (4 x 0,5 mm2)], blindage sur le boîtierCâble de liaison PUR 8 mm
[4(2 x 0,14 mm2) + (4 x 0,5 mm2)], blindage sur le boîtier
Câble complet avec prise(femelle) et prise (mâle)
298399-xx Câble complet avec prise d'accouple-ment (femelle) et prise (mâle)
298400-xx
Câble avec prise (femelle)à une extrémité
309777-xx Câble avec prise d'accouplement(femelle) à une extrémité
298402-xx
Câble nu 244957-01
Contre prise sur câble de liaison
correspondant à la prise
d'accouplement ou embase de
l'appareil
Prise (femelle)
12 plots,blindage sur le boîtier
Contre prise sur câble de liaison
correspondant à la prise
de l'appareil
Prise d'accouplement
(femelle) 12 plots,blindage sur la boîtier
pour câble de liaison � 8 mm 291697-05 pour câble de liaison � 8 mm 291698-02
Prise mâle sur câble de liaison
vers l'électronique consécutivePrise (mâle)
12 plots,blindage sur le boîtier
pour câble de liaison � 8 mm 291697-08
Embase pour raccordement du câble de liaison à l'électronique consécutive
Embase (femelle), 12 plots: 315892-08
Embase d'accouplement encastrable (femelle), pour câble � 8 mm, 12 plots: 291698-07
44
Caractéristiques électriques générales
Câble
Longueurs
Les longueurs de câble indiquées dans les ca-ractéristiques techniques sont valables pourles câbles HEIDENHAIN et les circuits conseil-lés à l'entrée de l'électronique consécutive.
Résistance
Tous les systèmes de mesure sont équipésd'un câble polyuréthane (PUR). Les câblesPUR résistent aux lubrifiants selon VDE
0472 ainsi qu'à l'hydrolyse et aux attaquesmicrobiennes. Ils ne contiennent ni PVC nisilicone et sont conformes aux directives desécurité UL. La certification UL al'inscription AWM STYLE 20963 80 °C 30 VE63216 sur les câbles.
Plage de température
Les câbles HEIDENHAIN peuvent êtreutilisés aux températures suivantes:Pose fixe du câble –40 à 85 °CCourbure fréquente –10 à 85 °C
En cas de limitation de la tenue àl'hydrolyse et aux attaques microbiennes,une température de 100 °C est autorisée.
Rayon de courbure
Le rayon de courbure R admissible dépenddu diamètre du câble ainsi que de sa pose:
Pose fixe du câble
Courbure fréquente
Vitesse de rotation adm. électri-
quement/ vitesse de déplacement
La vitesse de rotation max. admissible ouvitesse de déplacement d'un système demesure est déterminée par• la vitesse de rotation/de déplacement
admissible mécaniquement (lorsqu'elleest indiquée dans les caractéristiquestechniques)
• la vitesse de rotation/de déplacementadmissible électriquement.Sur les systèmes de mesure avecsignaux de sortie sinusoïdaux, lavitesse de rotation/de déplacementadmissible électriquement est limitéepar la fréquence limite à –3dB/–6dB oula fréquence d'entrée admissible del'électronique consécutive.Sur les systèmes de mesure avecsignaux rectangulaires, la vitesse derotation/de déplacement admissibleélectriquement est limitée par– la fréquence de balayage/de sortie
max. admissible fmax du systèmede mesure et par
– l'écart min. entre les fronts a admis-sible pour l'électronique consécutive
pour systèmes de mesure angulaire/
capteurs rotatifs
nmax =fmax · 60 · 103
pour systèmes de mesure linéaire
vmax = fmax · SP · 60 · 10–3
avec:nmax: Vitesse de rotation max.
admissible électriquementen tours/min.,
vmax: Vitesse de déplacement max.admissible électriquement enm/min.
fmax: Fréquence de balayage/de sortiemax. du système de mesure oufréquence d'entrée max. del'électronique consécutive en kHz,
z: Nombre de traits du système demesure angulaire/capteur rotatifsur 360°
PS: Période de signal du système demesure linéaire en µm
500 ms typ.
UCC
Comportement transitoire de la tension
d'alimentation, par ex. 5 V ± 5 %
Tension d'alimentation
Pour alimenter les systèmes de mesure, ilfaut disposer d'une tension continue stabi-
lisée UP. Les valeurs de tension et de con-sommation sont indiquées dans les ca-ractéristiques de de chaque appareil.Pour l'ondulation de la tension continue, on a:• Signal de perturbation à haute fréquence
UCC < 250 mV avec dU/dt > 5 V/µs• Ondulation fondamentale à basse fréquence
UCC < 100 mV
Les valeurs de tension doivent être respec-tées sur le système de mesure, par consé-quent, sans subir les influences du câble. Latension sur l'appareil peut être contrôlée et,si nécessaire, régulée par la suite à l'aidedes lignes de retour. Si l'on ne dispose pasde boîtier d'alimentation contrôlée, les li-
gnes de retour peuvent être raccordées enparallèle aux lignes d'alimentation correspon-dantes afin de réduire de moitié les chutesde tension.
Calcul de la chute de tension:
�U = 2 · 10–3 ·
avec: �U: chute de tension en VLK: longueur de câble enI: consommation du système de
mesure en mA(cf. caractéristiques techniques)
AV: section des fils d'alimentationen mm2
LK · I56 · AV
Câble
HEIDENHAIN
Section des fils d'alimentation AV
1 VCC/TTL/HTL 11 µACC EnDat/SSI
� 3,7 mm 0,05 mm2 – –
� 4,5/5,1 mm 0,14/0,052) mm2 0,05 mm2 0,05 mm2
� 6/101)
mm 0,19/ 0,143) mm2 – 0,08 mm2
� 8/141)
mm 0,5 mm2 1 mm2 0,5 mm2
Câble
HEIDENHAIN
Pose fixe Courbure
fréquente
� 3,7 mm R � 8 mm R � 40 mm
� 4,5 mm
� 5,1 mm
R � 10 mm R � 50 mm
� 6 mm R � 20 mm R � 75 mm
� 8 mm R � 40 mm R � 100 mm
� 10 mm1) R � 35 mm R � 75 mm
� 14 mm1) R � 50 mm R � 100 mm
1) Gaine de protectionmétallique
2) Seulement surpalpeur de mesure
3) Seulement avecLIDA 400
z
45
Sécurité de transmission du
signalCompatibilité électromagnétique/
conformité CE
Sous réserve d'un montage selon lesprescriptions, les systèmes de mesureHEIDENHAIN respectent les directives89/336/EWG de compatibilitéélectromagnétique au niveau des normesgénériques suivantes:• Immunité pour les environnements
industriels EN 61 000-6-2
et plus précisément:– Décharges
électrostatiques EN 61000-4-2– Champs
électromagnétiques EN 61000-4-3– Transitoires électriques
rapides en salve EN 61000-4-4– Ondes de choc EN 61000-4-5– Perturbations conduites par champs
radioélectriques EN 61000-4-6– Champs magnétiques aux fréquences
du réseau EN 61000-4-8– Champs magnétiques
impulsionnels EN 61000-4-9• Emissions parasites EN 61000-6-4:
et plus précisément– pour appareils EN 55011– pour appareils de traitement
de l'information EN 55022
Antiparasitage électrique pour la
transmission des signaux de mesure
Les tensions parasites sont générées ettransmises surtout par des chargescapacitives et inductives. Des interférencespeuvent intervenir sur les lignes etentrées/sorties des appareils. Originespossibles des sources parasites:• champs magnétiques puissants émis par
des transformateurs et moteursélectriques,
• relais, contacteurs et électrovannes,• appareils à haute fréquence, à impulsions
et champs magnétiques de dispersiondes alimentations à découpage,
• lignes d'alimentation et conducteurs desappareils ci-dessus.
Isolation
Les boîtiers des systèmes de mesure sontisolés de tous les circuits.Surtension transitoire nominale: 500 V(valeur préconisée conforme VDE 0110,chap. 1)
Protection contre les influences parasites
Pour assurer un fonctionnement à l'abri deperturbations, il convient de respecter lespoints suivants:• N'utiliser que le câble HEIDENHAIN.
Attention aux chutes de tension sur leslignes d'alimentation.
• Utiliser des connecteurs ou boîtiers deconnexions avec carter métallique. Nepas faire passer de signaux étrangers.
• Relier entre eux les carters du système demesure, des connecteurs, boîtiers deconnexions et électronique consécutive parl'intermédiaire du blindage du câble.Raccorder les blindages (courts et protégés)de manière à ce que l'induction soit peuélevée dans la zone des entrées de câbles.
• Relier en un seul point le système deblindage à la terre.
• Empêcher tout contact fortuit de carters deprises avec d'autres pièces métalliques.
• Le blindage du câble a la fonction d'unconducteur d'équipotentialité. Si l'onredoute des courants compensateurs àl'intérieur de l'ensemble de l'installation, ilconvient de prévoir un conducteurd'équipotentialité séparé. Cf. égalementEN 50 178/4.98 chap. 5.2.9.5„Conducteurs de protection de faiblesection“.
• Ne raccorder les systèmes de mesureHEIDENHAIN qu'à des électroniquesconsécutives dont la tensiond'alimentation est générée par unedouble isolation ou une isolationrenforcée par rapport aux circuits detension secteur Cf. égalementIEC 364-4-41: 1992 modifié, chap. 411„Protection contre contacts directs ouindirects“ (PELV ou SELV).
• Ne pas poser les câbles conducteurs designaux à proximité immédiate desources parasites (consommateursinductifs tels que contacteurs, moteurs,variateurs de fréquence, électrovannes,ou autres).
• On obtient généralement un découplagesuffisant par rapport aux câblesconducteurs des signaux de perturbationen respectant une distance min. de100 mm ou en les plaçant dans desgoulottes métalliques et en utilisant unecloison mise à la terre.
• Respecter une distance min. de 200 mmpar rapport aux selfs de démarrage dansle bloc d'alimentation. Cf. égalementEN 50 178/4.98 chap. 5.3.1.1 „Câbles etlignes“, EN 50 174-2/09.01 chap. 6.7„Mise à la terre et liaisonéquipotentielle“.
• Lors de l'utilisation de capteurs rotatifs
multitours à l'intérieur de champs
électromagnétiques supérieurs à10 mT, nous vous recommandons debien vouloir consulter HEIDENHAIN,Traunreut.
Parallèlement au blindage des câbles, lescarters métalliques du système de mesureet de l'électronique consécutive ont égale-ment un effet sur le blindage. Les boîtiersdoivent être de même potentiel et être re-liés au point de terre central de la machinepar l'intermédiaire du bâti de la machine oud'un conducteur d'équipotentialité séparé.La section des conducteurs d'équipotentia-lité doit être au minimum de 6 mm2 (Cu)
Distance min. par rapport aux sources parasites
46
Appareils de mesure et de contrôle HEIDENHAIN
PWM 9
Entrées Cartes enfichables (platines d'interface) pour signaux11 µAcc;1 Vcc; TTL; HTL; EnDat*/SSI*/signaux decommutation*pas d'affichage des valeurs de positions ou paramètres
Fonctions • Mesure de l'amplitude des signaux, de laconsommation en courant, de la tension d'alimentation,de la fréquence de balayage
• Affichage graphique des signaux incrémentaux(amplitude, angle de phase et rapport de cycle) et dusignal de référence (largeur et position)
• Affichage de symboles pour la marque de référence,le signal de perturbation, le sens de comptage
• Compteur universel, interpolation sélectionnable x1à x1024
• Aide au réglage pour systèmes de mesure à règle nue
Sorties • Entrées connectées pour électronique consécutive• Prises BNC pour raccordement sur l'oscilloscope
Tension d’alimentation 10 à 30 V, 15 W max
Dimensions 150 mm × 205 mm × 96 mm
Le PWT est un dispositif de réglage simpledes systèmes de mesure incrémentauxHEIDENHAIN. Une petite fenêtre LCD afficheles signaux sous forme de barres-graphesavec leurs limites de tolérance.
La prise d‘adaptation SA 27 permet derécupérer dans l‘APE les signaux de balayagesinusoïdaux du LIP 372. A partir des pointsde mesure sortis, il est possible de raccorderun oscilloscope en utilisant les câbles demesure classiques.
Le PWM 9 est un appareil de mesureuniversel permettant de contrôler et derégler les systèmes de mesure incrémentauxHEIDENHAIN. Il existe plusieurs cartespour les différents signaux des systèmesde mesure. L‘affichage est réalisé sur unLCD et l‘appareil est utilisé au moyen desoftkeys.
Sur les systèmes de mesure linéaire àrègle nue, la tête captrice balaye sansfrottement les divisions de la règle demesure. Si l'on veut obtenir une qualitéparfaite des signaux de sortie, il est donc
important, lors du montage, d'aligner avecprécision la tête captrice. Pour le contrôledes signaux de sortie, HEIDENHAINpropose différents appareils de mesure etde test.
PWT 10 PWT 17 PWT 18
Entréessystèmesdemesure � 11 µACC � TTL � 1 VCC
Fonctions Enregistrement de l‘amplitude des signauxTolérance de la forme du signalAmplitude et position du signal de référence
Tension d’alimentation Boîtier d‘alimentation (compris dans la fourniture)
Dimensions 114 mm x 64 mm x 29 mm
SA 27
Système de mesure LIP 372
Fonction Points de mesure pour raccordement d‘un oscilloscope
Tension d’alimentation à partir du système de mesure
Dimensions env. 30 mm x 30 mm
47
IK 220
Carte de comptage universelle pour PC
L'IK 220 est une carte enfichable pour PCcompatibles AT destinée à l'acquisition desvaleurs de mesure générées par deux
systèmes de mesure linéaire ou
angulaire, incrémentaux ou absolus.
L'électronique de subdivision et decomptage subdivise les signaux d'entrée
sinusoïdaux jusqu'à 4096 fois. Unprogramme de gestion fait partie de lafourniture.
Autres informations: cf. feuilletIK 220.
Electroniques d'exploitation
Windows est une marque déposée par Microsoft Corporation
IK 220
Signaux en entrée
(commutables)�1 VCC
�11 µACC
EnDat SSI
Entrées systèmesde mesure
2 raccordements Sub-D (15 plots) mâles
Fréquence d'entrée (max.) 500 kHz 33 kHz –
Longueur de câble (max.) 60 m 10 m
Subdivision du signal
(pér. signal: pas de mesure) jusqu'à 4096 fois
Registre de données
pour val. de mesure
(sur chaque canal)
48 bits (44 bits utilisés)
Mémoire interne pour 8192 valeurs de positions
Interface Bus PCI (Plug and Play)
Programme de gestion
et programme de
démonstration
pour WINDOWS 95/98/NT/2000/XP
en VISUAL C++, VISUAL BASIC etBORLAND DELPHI
Dimensions env. 190 mm × 100 mm
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208 960-33 · 10 · 5/2005 · F&W · Printed in Germany · Sous réserve de modifications
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nr02.pm6 19.04.2005, 08:321