BA OADM20x24

Bedienungshandbuch / User Manual / Manuel d'utilisation
Laser-Distanz-Sensor
Laser distance sensor
Capteur de distance laser
Serie / series / série
OADM 20I24..
OADM 20U24..
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05.12.12
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Baumer
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Deutsch
1
Allgemeine Hinweise ...................................................................................................................... 4
2
Funktionsprinzip............................................................................................................................. 5
3
Montagehinweise............................................................................................................................ 5
4
Anwendungshinweise .................................................................................................................. 10
5
Messbereich teachen ................................................................................................................... 12
6
Technische Daten ......................................................................................................................... 18
7
Anschluss und Steckerbelegung................................................................................................ 19
8
Erdungskonzept ........................................................................................................................... 19
9
Wartungshinweise ........................................................................................................................ 20
10
Zubehör ......................................................................................................................................... 20
11
Fehlersuche: Was tun wenn... ..................................................................................................... 20
English
1
General notes................................................................................................................................ 22
2
Functional principle ..................................................................................................................... 23
3
Mounting instructions .................................................................................................................. 23
4
Application hints .......................................................................................................................... 28
5
Teaching the OADM...................................................................................................................... 30
6
Technical data ............................................................................................................................... 36
7
Connection diagram and pin assignment .................................................................................. 37
8
Grounding concept ...................................................................................................................... 37
9
Service notes ................................................................................................................................ 38
10
Accessories .................................................................................................................................. 38
11
Troubleshooting ........................................................................................................................... 38
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1 Allgemeine Hinweise
Bestimmungsgemässer
Gebrauch
Inbetriebnahme
Montage
Dieses Produkt ist ein Präzisionsgerät und dient zur Erfassung von
Objekten, Gegenständen und Aufbereitung bzw. Bereitstellung von
Messwerten als elektrische Grösse für das Folgesystem.
Sofern dieses Produkt nicht speziell gekennzeichnet ist, darf dieses
nicht für den Betrieb in explosionsgefährdeter Umgebung
eingesetzt werden.
Einbau, Montage und Justierung dieses Produktes dürfen nur durch
eine Fachkraft erfolgen..
Zur Montage nur die für dieses Produkt vorgesehenen
Befestigungen und Befestigungszubehör verwenden. Nicht
benutzte Ausgänge dürfen nicht beschaltet werden. Bei
Kabelausführungen mit nicht benutzten Adern, müssen diese
isoliert werden. Zulässige Kabel-Biegeradien nicht unterschreiten.
Vor dem elektrischen Anschluss des Produktes ist die Anlage
spannungsfrei zu schalten. Wo geschirmte Kabel vorgeschrieben
werden, sind diese zum Schutz vor elektromagnetischen Störungen
einzusetzen. Bei kundenseitiger Konfektion von Steckverbindungen
an geschirmte Kabel, sollen Steckverbindungen in EMV-Ausführung
verwendet und der Kabelschirm muss grossflächig mit dem
Steckergehäuse verbunden werden.
Laser Schutzmassnahmen
• Der im OADM eingebaute Diodenlaser sendet sichtbares, rotes Licht aus. Gemäss der Norm IEC 608251gehört dieser Laser zur Laserklasse 2.
• Max. mittlere Ausgangsleistung < 1 mW
• Laser Strahlung, nicht in den Strahl blicken!
• Es empfiehlt sich, den Strahl nicht ins Leere laufen zu lassen,
sondern mit einem matten Blech oder Gegenstand zu stoppen.
• Aus Lasersicherheitsgründen muss die Spannungsversorgung
dieses Sensors abgeschaltet werden, wenn die ganze Anlage
oder Maschine abgeschaltet wird.
• Die Angaben des Sicherheitskonzeptes und die Einsatzgrenzen der Verkaufsdokumentation sind zu
beachten.
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2 Funktionsprinzip
Die Distanzmessung basiert auf dem Triangulationsprinzip. Der Laserstrahl trifft als kleiner, sichtbarer Punkt
auf das Messobjekt und wird dort remittiert. Der Empfänger des Sensors, eine Fotodiodenzeile, detektiert die
Position dieses Punktes. Der Sensor misst den Einfallswinkel und berechnet die Distanz. Dieselbe
Distanzänderung erzeugt bei einer kleinen Messdistanz eine erheblich größere Winkeländerung als bei einer
grossen Messdistanz. Dieses nichtlineare Verhalten wird durch den Mikrocontroller korrigiert, so dass sich
das Ausgangssignal linear zur Distanz verhält.
Abbilder auf der
Fotodiodenzeile
Fernes Messobjekt
Der Sensor passt sich zudem automatisch an unterschiedliche Objektfarben an, indem er seine
Sendeintensität variiert und seine Belichtungsdauer optimiert. Das macht ihn nahezu unabhängig bezüglich
der Reflexionsfähigkeit des Objektes. Um die maximale Messgenauigkeit zu erreichen, ist es wichtig, dass
ein Messobjekt den ganzen Laserspot gleichmässig remittiert.
3 Montagehinweise
•
•
•
•
Achten sie bei der Montage des Sensors darauf, dass die Unterlage eben ist und das empfohlene
Drehmoment der Befestigungsschrauben eingehalten wird.
Aus EMV Gründen, den Sensor geerdet montieren und ein geschirmtes Anschlusskabel verwenden.
Der Sensor besitzt einen um 90° schwenkbaren Ansch lussstecker. So kann das Anschlusskabel
nach unten, nach hinten oder seitlich weggeführt werden.
Die maximale Reproduzierbarkeit erreicht der Sensor 15 Minuten nach dem Einschalten.
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Stufen / Kanten:
Wird unmittelbar neben Stufen/Kanten gemessen, ist darauf zu achten, dass der Empfangsstrahl nicht durch
die Stufe/Kante abgedeckt wird. Dasselbe gilt, wenn die Tiefe von Löchern und Spalten gemessen wird.
☺
☺
Glänzende Oberflächen:
Bei glänzenden Oberflächen ist darauf zu achten, dass der direkte Reflex nicht auf den Empfänger fällt.
Durch ein leichtes Abkippen des Sensors kann dies verhindert werden. Zur Kontrolle kann ein weisses
Papier auf die Scheibe des Empfängers gelegt werden, auf dem dann der direkte Reflex deutlich sichtbar
wird.
10 -15°
☺
Runde, glänzende Oberflächen:
☺
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Glänzende Messobjekte mit gleichmässig ausgerichteter Struktur:
Besonders bei glänzenden Messobjekten, wie sie z.B. Drehteile, geschliffene Oberflächen, stranggepresste
Oberflächen und dergleichen, beeinflusst die Einbaulage das Messergebnis.
☺
Messobjekte mit gleichmässig ausgerichteten Farbkanten:
In der richtigen Orientierung ist der Einfluss auf die Messgenauigkeit gering. In der falschen Orientierung
sind die Abweichungen abhängig vom Unterschied der Reflektivität der verschiedenen Farben.
☺
Bewegte Messobjekte:
Wird die Kontur eines Objektes gemessen, ist darauf zu achten, dass sich das Objekt quer zum Sensor
bewegt, um Abschattungen und direkte Reflexe zum Empfänger zu vermeiden.
☺
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Fremdlicht:
Bei der Montage von optischen Sensoren ist darauf zu achten, dass kein starkes Fremdlicht im
Erfassungsbereich des Empfängers liegt.
☺
☺
Mehrere Sensoren ohne gegenseitige Beeinflussung:
Werden mehrere Sensoren angebaut, dann können sie sich gegenseitig beeinflussen. Bei der Montage ist
darauf zu achten, dass nur der eigene Laserspot im Erfassungsbereich des Empfängers liegt. Die Sensoren
bis zu einem Messbereich von 600 mm können aneinander gereiht werden, ohne dass sie sich gegenseitig
beeinflussen (Bild in der Mitte).
Messbereich
Messbereich
Gegenseitige
Beeinflussung
☺
☺
Falls eine gegenseitige Beeinflussung durch die Montage nicht vermieden werden kann, dann lassen sich
die Sensoren über den synch. Eingang asynchron betreiben.
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3.1
Definition des Messfeld
OADM 20:
Länge und Lage
der freien Fläche
siehe Skizzen
Für Hindernisse verbotener
Bereich
Messbereich
Laserstrahl
+/ - 7 mm um die Mittelachse des Sensors
Max. Laserstrahl Durchmesser (siehe Datenblatt)
Für Hindernisse verbotener
Bereich
OADM 20x2441/S14C
OADM 20x2460/S14C
Freie Fläche
Freie Fläche
17 mm
17 mm
10 mm
10 mm
3 mm
3 mm
0/0
0/0
15 mm
35 mm 50 mm
Durchmesser 10
mm
13 mm
OADM 20x2472/S14C
35 mm 50 mm
Durchmesser 10
mm
OADM 20x2480/S14C
Freie Fläche
Freie Fläche
17 mm
17 mm
10 mm
10 mm
3 mm
3 mm
0/0
0/0
10 mm
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35 mm 50 mm
Durchmesser 10
mm
12 mm
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35 mm
50 mm
Durchmesser 10
mm
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4 Anwendungshinweise
Die Laser Distanz Sensoren der Serie OADM 20I2.. und OADM 20U2.. sind hochwertige, messende
Sensoren. Damit sie auch mit der maximalen Messgenauigkeit arbeiten können, gibt es einige Punkte zu
beachten.
Messen auf rauen Oberflächen
In der Fertigung bei Baumer werden alle Sensoren exakt liniearisiert und kontrolliert. Um die Sensoren
genau abzugleichen, wird als Referenzoberfläche eine sehr ebene, weisse Keramik verwendet. Die ist für
einen exakten Abgleich im µm-Bereich nötig. In der Praxis besitzen sehr viele Messobjekte eine deutlich
rauere Oberfläche. Mit dem kleinen Laserspot wird die raue Struktur vom Messobjekt mitgemessen. So wird
im Beispiel unten, die minimale und maximale Distanz gemessen. Die Streuung ist somit grösser, als wenn
mit einer Schiebelehre gemessen wird.
Den Einsatz eines Sensors mit Laserlinie prüfen (OADM 20I65xx/S14F).
Ebene Oberfläche
☺
Distanz
max. min.
OADM
Schiebelehre
Raue Oberfläche !
Was tun bei Messobjekten mit unregelmässigen Farbübergängen?
In der Praxis treten immer wieder Messobjekte mit unregelmässigen Farbkanten auf.
Beispiele:
Texte !
Bilder !
Rillen im Metall !
Roststellen !
Steinplatten!
Messen mit Laser
Sensoren
Werden solche Objekte quer zum Sensor bewegt, wird der Laserspot am Empfänger nicht überall
gleichmässig abgebildet. Das erzeugt an jedem Übergang von Dunkel (Matt) nach Hell (Glänzend) oder
umgekehrt eine Messabweichung ins Positive und dann ins Negative (oder umgekehrt).
Um auf solche Messobjekte mit unregelmässigen Strukturen möglichst genau zu messen, empfehlen wir,
über mehrere Messungen den Mittelwert zu bilden. Dies kann Hardwaremässig als Tiefpassfilter oder in der
Auswertesoftware ausführt werden. Die Anzahl der Messungen und die Dauer der Mittelung hängen stark
von den Strukturen des Messobjektes und der Verfahrensgeschwindigkeit ab.
Evt. den Einsatz mit Laserlinie prüfen (OADM 20I65xx/S14F).
Fragen sie zum Thema „Messobjekte mit unregelmässigen Farbkanten“ ihren Baumer Berater.
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Was tun bei teiltransparenten, glasklaren und spiegelnden Messobjekten?
Das Messprinzip des Sensors basiert darauf, dass der Laserspot auf dem Messobjekt diffus reflektiert und
dann vom Empfänger gesehen wird.
• Bei teiltransparenten Messobjekten dringt der Laserspot ins Messobjekt ein. Deshalb wird der Laserspot
vom Empfänger weiter weg gesehen. Der Sensor gibt deshalb eine grössere Distanz an, als effektiv
vorhanden.
• Bei glasklaren Messobjekten gibt es an der Oberfläche vom Messobjekt keine diffuse Reflektion. Messen
ist so nicht möglich. Hier kann indirekt gemessen werden, z.B. über einen Aufkleber am Messobjekt.
• Bei spiegelnden Objekten, gibt es an der Oberfläche vom Messobjekt keine diffuse Reflektion. Der
Laserspot wird im selben Winkel, wie er eintrifft, auch zurückgeworfen. Auch hier muss indirekt gemessen
werden, z.B. über einen Aufkleber am Messobjekt.
Fragen sie zum Thema „Messen auf spiegelnde Objekte“ ihren Baumer Berater.
!
Teiltransparentes Messobjekt:
Der Laserspot dringt in das Messobjekt
ein. Der gemessene Abstand ist
grösser als der effektive Abstand.
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05.12.12
Glasklares Messobjekt:
Der Laserspot geht ohne diffuse
Reflexion durch das Messobjekt.
Messen ist so nicht möglich.
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Spiegelndes Messobjekt:
Der Laserspot wird direkt zum Sender
zurück gespiegelt.
Messen ist so nicht möglich.
Baumer
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5 Messbereich teachen
Jeder Sensor wird mit dem im Datenblatt angegebenen Messbereich ausgeliefert. Das Teachen dient dazu,
den Messbereich auf kleinere Grenzen einzustellen und so die Auflösung und Linearität zu optimieren. Der
Strom-, resp. der Spannungsausgang erhält dadurch eine neue Kennlinie. Es werden immer 2 Abstände
geteacht.
•
•
•
•
•
•
•
Der erste Abstand entspricht 0 V bzw. 4 mA, der zweite Abstand entspricht 10 V bzw. 20 mA.
Die geteachten Punkte bestimmen den Anfang und das Ende des neuen Messbereiches (liegen
somit innerhalb des Messbereiches).
Der Sensor kann mindestens 10'000 mal geteacht werden.
Der Fabrikzustand kann jederzeit wieder hergestellt werden.
Der Sensor kann über die eingebaute Taste oder über die Leitung geteacht werden.
Beim Teachen wird die rote LED für das Teach-Feedback benutzt.
Die rote LED auf der Rückseite des Sensors und der Alarmausgang zeigen im Normalbetrieb an, ob
ein Objekt im Messbereich ist oder nicht.
Achtung:
Innerhalb von 5 Minuten nach dem Einschalten des Sensors lässt sich der Sensor mit Hilfe der gelben Taste
teachen. Nach dem Teachen beginnen die 5 Minuten von neuem. Nach 5 Minuten reagiert der Sensor nicht
mehr auf die Taste. Über die Teach-Leitung kann der Sensor jederzeit geteacht werden.
Beispiel für normal geteachte Kennlinie.
4 mA / 0 V im Nahpunkt, 20 mA /10 V im Fernpunkt.
Analog out
10 V / 20 mA
Normal
geteachte
Kennlinie
Standardkennlinie
0 V / 4 mA
LED out
30 mm
130 mm
Beispiel für umgekehrt geteachte Kennlinie.
4 mA / 0 V im Fernpunkt, 20 mA / 10V im Nahpunkt
Analog out
10 V / 20 mA
Umgekehrt
geteachte
Kennlinie
Standardkennlinie
0 V / 4 mA
LED out
30 mm
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05.12.12
130 mm
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OADM 20I2441/S14C, OADM 20U2441/S14C
Typische Auflösung
Sr = geteachter Messbereich
Typische Linearitätsabweichung
Sr = geteachter Messbereich
OADM 20I2460/S14C, OADM 20U2460/S14C
Typische Auflösung
Sr = geteachter Messbereich
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Typische Linearitätsabweichung
Sr = geteachter Messbereich
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Baumer
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OADM 20I2472/S14C, OADM 20U2472/S14C
Typische Auflösung
Sr = geteachter Messbereich
Typische Linearitätsabweichung
Sr = geteachter Messbereich
OADM 20I2480/S14C, OADM 20U2480/S14C
Typische Auflösung
Sr = geteachter Messbereich
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Typische Linearitätsabweichung
Sr = geteachter Messbereich
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5.1
Messbereich teachen mit der Teach-Taste
Einstellen eines neuen Messbereichs:
Innerhalb von 5 Minuten nach dem Einschalten des Sensors lässt sich der Sensor mit Hilfe
der gelben Taste teachen. Nach dem Teachen beginnen die 5 Minuten von neuem. Nach
5 Minuten reagiert der Sensor nicht mehr auf die Taste.
1.
2.
3.
4.
Taste drücken; die rote LED geht an, wenn der Sensor noch teachbar ist.
Taste 5 Sekunden drücken, bis die rote LED zu blinken beginnt.
Taste loslassen.
Jetzt das Messobjekt auf die Grenze des Messbereichs setzen, bei welcher der
Sensor 0 V bzw. 4 mA ausgeben soll.
5. Taste kurz drücken; als Quittung leuchtet die rote LED für 3 Sekunden. Danach
blinkt sie gleichmässig weiter.
6. Jetzt das Messobjekt auf die Grenze des Messbereichs setzen, bei welcher der
Sensor 10 V bzw. 20 mA ausgeben soll.
7. Taste kurz drücken; als Quittung leuchtet die rote LED für 3 Sekunden. Danach geht
sie aus und blinkt noch einmal kurz auf. Der Sensor ist jetzt wieder betriebsbereit. Der Messbereich
ist jetzt neu eingestellt und die rote LED gehen aus, wenn ein Objekt innerhalb des neuen
Messbereichs ist.
Falls eine der beiden neuen Grenzen ausserhalb des max. Messbereichs war, oder die beiden Grenzen zu
dicht beieinander waren, dann wird anstelle der 2.Quittung für 5 Sekunden ein Blinken ausgegeben. Der
Messbereich ist nicht geteacht. Er muss neu geteacht werden, wobei der minimale Teachbereich und der
Messbereich zu berücksichtigen sind.
t1
t2
t6
t3
t4
☺
rote LED
LED leuchtet, falls Teachen
erfolgreich war.
t6
LED blinkt, falls Teachen
NICHT möglich war.
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5.2
Fabrikzustand herstellen mit der Teach-Taste
Innerhalb von 5 Minuten nach dem Einschalten des Sensors lässt sich der Sensor mit Hilfe
der gelben Taste in den Fabrikzustand bringen. Nach jedem Teachen beginnen die 5 Minuten von neuem.
Nach 5 Minuten reagiert der Sensor nicht mehr auf die Taste.
1. Taste drücken; rote LED geht an, wenn der Sensor noch teachbar ist.
2. Taste 5 Sekunden drücken, bis die rote LED zu blinken beginnt. Taste NICHT loslassen. Weitere 10
Sekunden gedrückt halten, bis die rote LED dauernd leuchtet. Damit
ist der Fabrikzustand (Standardmessbereich) wieder hergestellt. Die zuvor geteachte Kennlinie
wurde mit den Fabrikdaten überschrieben.
3. Taste loslassen
t12
t1
bis Taste losgelassen t13
rote LED
5.3
Messbereich teachen über die Teachleitung
Den Messbereich teachen über die Teachleitung lässt sich äquivalent zum Messbereich teachen mit der
Teach-Taste durchführen.
12-28 V
t7
Teachleitung
t8
t9
0V
t6
t1
t2
t3
t4
rote LED
t
☺
Eingangsschaltung:
Teach In
Low: 0 .. 2 V
High: 12 .. 28V
27kΩ
10kΩ
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3V3
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5.4
Fabrikzustand wieder herstellen über die Teachleitung
Den „Fabrikzustand wieder herstellen über die Teachleitung“ lässt sich äquivalent zum „Fabrikzustand wieder
herstellen mit der Teach-Taste“ durchführen. Über die Leitung kann der Fabrikzustand immer wieder
hergestellt werden.
12-28 V
t15
Teachleitung
0V
t1
t14
rote LED
Zeit
t1
t2
t3
t4
t6
t7
t8
t9
t12
t13
t14
t15
Beschreibung
Mindestdauer Tastendruck
Wert
5s
Kommentar
Bei Betätigen der Taste nur in den ersten 5
Minuten nach Einschalten des Sensors.
Bei Betätigung durch Teachleitung immer
funktionsfähig.
Nach dieser Zeit ohne Tastendruck verlässt der
Sensor den Teachmodus ohne Veränderung
Quittung nach erstem Teachpunkt
Nach dieser Zeit ohne Tastendruck verlässt der
Sensor den Teachmodus ohne Veränderung
Maximale Wartezeit nach Aktivierung
< 20 s
des ersten Teachvorgangs
LED an als Quittung
ca. 3 s
Maximale Wartezeit nach Aktivierung
< 20 s
des zweiten Teachvorgangs
LED als Quittung nach dem Teachen
ca. 5 s
des zweiten Punktes
max zusätzliche Zeit während die
0.1 …1 s
Teachleitung auf High sein muss
Pulsdauer auf der Teachleitung,
30..2000 ms
erster Teachpunkt
Pulsdauer auf der Teachleitung,
30..2000 ms
zweiter Teachpunkt
Mindestblinkdauer zur
Wiedererstellung der
10 s
Fabrikeinstellungen
Leuchtdauer zur Anzeige der
Solange die Taste gedrückt oder der
Wiedererstellung der
> 0.2 s
Teacheingang auf High ist
Fabrikeinstellungen
Mindestblinkdauer bei
Wiederherstellung der
10 s
Fabrikeinstellungen über
Teachleitung
Mindest Dauer des High Pegels der
Teachleitung nach Umstellen der
0.2 s
LED auf Dauerleuchten
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6
Technische Daten
OADM 20I.. , OADM 20U..
…2441/S14C
…2460/S14C
…2472/S14C
…2480/S14C
Messbereich MB
30...70 mm
30...130 mm
50...300 mm
100...600 mm
Teach-in Bereich
≥ 2 mm
≥ 3 mm
≥ 5 mm
≥ 10 mm
1)
Auflösung *
2)
Linearitätsabweichung *
3)
Ansprechzeit *
4...20 µm
5...60 µm
0.01...0.33 mm
0.015...0.67 mm
±12... ±60 µm
±15... ±200 µm
±0.03....±1.0 mm
±0.05....±2.0 mm
300…900µs
300…900µs
300…900µs
300…2800µs
ja
ja
ja
ja
4)
Störimpulsunterdrückung *
Lichtquelle
Laserdiode rot, gepulst
Laserklasse
2
Wellenlänge
650 nm
7)
Laserpunkt *
1 .. 0.2 mm
2 .. 1 mm
2 mm
Analogausgänge
4 … 20 mA und 0 … 10 V
Lastwid. an U-Out
> 100 kΩ
Lastwid. an I-Out
< (+Vs – 6 V) / 0.02 A
Betriebsspannung
12 ... 28 VDC
Stromverbrauch
< 100 mA, (bei + 24V ~ 40mA)
Verpolungsfest
ja (nur Speisung)
Kurzschlussfest
ja
Gehäusematerial
Zink Druckguss
Anzugsdrehmoment
1.0 Nm
6)
Fremdlicht *
< 50k Lux
< 40k Lux
Schutzklasse
< 8k Lux
< 10k Lux
IP 67
Arbeitstemperatur
0°C .. +50°C (nicht kondensierend)
Lagertemperatur
-20 ... +70°C
5)
Typ. Temperaturkoeffizient *
*1)
2 mm
± 0.015%
v.MB/°C
± 0.03%
v.MB/°C
± 0.03%
v.MB/°C
± 0.03%
v.MB/°C
*2)
und Auflösung und Linearitätsabweichungen gemessen auf weisse Keramik
*3)
Die Ansprechzeit des Sensors ist von der Reflektivität des Messobjektes abhängig
Bei Objekten mit einer Reflektivität von < 7% (OADM 20x2480/S14C) erhöht sich die Ansprech-/Abfallzeit
automatisch auf max. 2.8 ms.
*4)
Störimpulsunterdrückung: Fehlende Messungen werden bis zu 30 Messzyklen unterdrückt. Der Analogausgang hält
seinen Wert in dieser Zeit.
*5)
in % vom max. Messbereich / °C
*6)
max. zulässiges Sonnenlicht auf ein weisses Messobjekt
*7)
Senderabmessung:
Messbereich
Ø – Strahl
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Abmessungen:
OADM 20I24xx/S14C, OADM 20U24xx/S14C:
* Senderachse 16 mm
7 Anschluss und Steckerbelegung
Anschlussbelegung
Steckerbelegung
8 Erdungskonzept
Um einen optimalen EMV-Schutz und damit einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, müssen
Anschlussleitungen mit Abschirmung eingesetzt werden. Der Sensor muss geerdet betrieben werden, dafür
gibt es unterschiedliche Methoden. In der Zeichnung unten ist unsere Vorzugsvariante aufgeführt. Der
Sensor wird über eine Zahnscheibe unter der Befestigungsschraube geerdet.
● = elektrische Verbindung.
Power-supply
A/D Converter
OADM
Falls ein anderes Erdungskonzept gewünscht wird, kontaktieren Sie bitte Baumer.
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9 Wartungshinweise
Der OADM benötigt keine Wartung, ausser dass die Frontfenster sauber gehalten werden müssen. Staub
und Fingerabdrücke können die Sensorfunktion beeinträchtigen. Normalerweise genügt es,
die Fenster mit einem sauberen (!), weichen Tuch abzureiben. Bei stärkerer Verschmutzung kann Alkohol
oder Seifenwasser verwendet werden.
10 Zubehör
Anschlusskabel gerade
ESG 34CH0200G, 5-Pol, Länge 2 m, abgeschirmt
ESG 34CH0500G, 5-Pol, Länge 5 m, abgeschirmt
Befestigungswinkel
Art.-Nr. 10131521, Befestigungswinkel aus Metal für OADM 20
Frontscheibe
Art.-Nr. 10156878, Schutzscheibe aus Acrylglas (PMMA), optimiert den Schutz
der Sensorfront vor glühenden Schweiss-Spritzern, kann bei Bedarf ersetzt
werden
11 Fehlersuche: Was tun wenn...
Fehler
Mögliche Ursache
Der Sensor misst nicht die Teach-in Leitung ist an +Vs
angeschlossen
Empfangsstrahl abgedeckt
Der Sensor misst
zeitweise falsch
Der Sensor misst
ungenau
Objekte mit kritischen Oberflächen
(Transparent, spiegelnd)
Beeinflussung durch einen weiteren
Sensor prüfen
Beeinflussung durch ein starkes
Fremdlicht prüfen.
Ist das Messobjekt teiltransparent,
glasklar oder spiegelnden?
Raue Oberfläche
Farbkanten
Wie genau ist die eingesetzte
Messdatenerfassung?
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Korrekturmassnahmen
die Teach-in Leitung an 0 V anschliessen
Stellen sie sich hinter den Empfänger und
schauen sie den Laserspot am Messobjekt
an. Ist der Laserspot auf dem Messobjekt
gut sichtbar?
Stellen sie sicher dass die Oberfläche
diffuse reflektiert
Umliegende Sensoren die im
Erfassungsbereich vom Empfänger liegen
abschalten
Den Sensor vor Fremdlicht abschatten
Stellen sie sicher, dass die Oberfläche
diffuse reflektiert
Verwenden Sie einen Sensor mit Laser
Linie
Beachten Sie die Ausrichtung des Sensors
Im Manual des Herstellers nachschlagen.
Baumer
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User Manual
Laser distance sensor
series
OADM 20I24..
OADM 20U24..
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1
General notes
Rules for proper usage
Set-up
Installation
This product is a precision device which has been designed for the
detection of objects and parts. It generates and provides measured
values issued as electrical signals for following systems. Unless this
product has not been specifically marked it may not be used in
hazardous areas.
Installation, mounting and adjustment of this product may only be
executed by skilled employees.
Only mounting devices and accessories specifically provided for this
product may be used for installation.
Unused outputs may not be connected. Unused strands of hardwired sensors must be isolated. Do not exceed the maximum
permissible bending radius of the cable. Before connecting the
product electrically the system must be powered down. Where
screened cables are mandatory, they have to be used in order to
assure EMI protection. When assembling connectors and screened
cables at customer site the screen of the cable must be linked to the
connector housing via a large contact area.
Laser safety
• The laser diode installed in the OADM emits visible red laser lights. This laser belongs to the Class 2 laser
standard specified by the IEC 60825-1
• Max. average output power < 1 mW
• Laser radiation, do not stare into beam
• To avoid uncontrolled laser exposure we recommended stopping the beam with a matte object.
• For laser safety reasons, the voltage supply of the sensors must be turned off when the whole system or
the machine is turned off.
• Safety concept information and limiting parameters as published in the sales documentation apply at all
times.
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2 Functional principle
The distance measured is based on the triangulation principle. The emitted laser beam falls on the object as
a small light spot and will be reflected diffusely. The position of the received light spot on the receiver (a
diode line) defines the receiving angle. This angle corresponds to the distance and is the base for the
internal calculations.
A distance change close to the sensor effects a large change in angle; the same distance change at the end
of the measuring range has a much smaller effect to the angle. This non-linearity feature is linearized by the
microcontroller. The analog output signal is linear to the distance.
Diode line with
receiving light spot
Object close to sensor
Object far away
The sensor adapts automatically to different object colors by varying the emitting laser intensity and
optimizing the exposure time. The result is a sensor that is nearly independent on different reflections
(different colors, shiny surfaces, dark objects). The sensor reaches its highest accuracy if the object reflects
diffusely.
3 Mounting instructions
•
•
•
•
For a proper mounting, the mounting surface has to be flat. Be aware of the max. tightening torque.
In case of EMC, the sensor has to be grounded and a shielded cable has to be used.
The 90° rotating connecter allows wiring the senso r from the bottom side or from the rear.
The max. accuracy will be reached >15 minutes after power on.
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Steps / edges:
☺
☺
When measuring right next to steps / edges, it is important that the receiving beam is not covered by the
steps / edges. This also applies to depth measurements of holes or valleys.
Mounting above shiny surfaces:
On shiny surfaces, it is important that no direct reflection can get to the receiving optics. The reflection could
blind the sensor and produce poor results. To prevent this, the sensor may be slightly tilted. The direct
reflection can be seen on a white piece of paper when held in front of the receiver.
10 -15°
☺
Mounting above round, shiny surfaces:
☺
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Shiny objects with a constant structure
Especially shiny objects with a constant structure (lathed or scuffed objects, extruded aluminum profiles, etc.)
could have a negative effect on the measuring result.
☺
Objects with color edges in the same direction:
When color edges are orientated in the right direction, the effect to the measuring result will be minor. If the
color edges are in the wrong direction, the effect will depend on the reflectivity of the different colors.
☺
Profile measurement:
For profile measurements, the sensor axes should be perpendicular to the moving direction.
☺
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Ambient light:
Be careful that no strong light source faces the receiving field.
☺
☺
Several sensors without mutual optical interferences:
Several sensors, when mounted next to the other, can affect each other. When mounting a sensor, be aware
that no laser spot from another sensor is in the receiving field.
When mounted side by side (as shown in the picture in the middle), sensing distances up to 600 mm can be
achieved..
Messbereich
Messbereich
Gegenseitige
Beeinflussung
☺
☺
If it is not possible to mount the sensors the correct way, use the sync input and choose the asynchronous
function.
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3.1
Measuring field OADM 20
Size and position
of the clear area,
see below
No disturbing
objects in this
area
Measuring range
Laser beam
+/ - 7 mm around the optical axis
max. laser beam diameter (see data sheet)
No disturbing
objects in this
area
OADM 20x2441/S14C
OADM 20x2460/S14C
clear area
clear area
17 mm
17 mm
10 mm
10 mm
3 mm
3 mm
0/0
0/0
15 mm
13 mm
35 mm 50 mm
diameter 10 mm
OADM 20x2472/S14C
35 mm 50 mm
diameter 10 mm
OADM 20x2480/S14C
clear area
clear area
17 mm
17 mm
10 mm
10 mm
3 mm
3 mm
0/0
0/0
10 mm
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35 mm 50 mm
diameter 10 mm
12 mm
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35 mm
50 mm
diameter 10 mm
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4 Application hints
To reach the maximum accuracy of OADM 20I2xxx/S14C, OADM 20U2xxx/S14C series laser distance
sensors, keep an eye on the following points:
Measuring on rough surfaces
All laser distance sensors are adjusted and linearized on a reference object. The object is a white ceramic
sheet with an absolutely flat surface. Many objects have a surface structure that is within the resolution of the
sensor or rougher. In such a case, the sensor with its small laser spot measures the distance including the
structure in contrast to a slide gauge that measures an average. For such applications, we recommend to
use a laser distance sensor with a laser line (OADM 20I65xx/S14F).
Flat surface
☺
OADM
distance
max. min.
Slide gauge
Rough surface !
What can you do if you have color edges?
Often objects have several color edges on the surface.
for example:
text !
pictures !
grooves !
rust !
marble!
Measure with
Laser Sensors
In the field, you have no guarantee that the spot is not falling on just a color edge that can cause a
measuring fault.
Also, when the object moves, you may get an incorrect signal for each color edge (it appears that the signal
is unstable or has spikes)
In such cases, we suggest to move the object (or sensor), take several measurement values and calculate
the average. The quantity of measurement values depends on the structure, the moving speed and the
accuracy you desire.
Other possible solutions:
use a sensor with the laser line (OADM 20I65xx/S14F)
contact the Baumer electric staff
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What can you do if you have transparent, semi-transparent and highly reflective objects?
The measuring principle desires an object that reflects the light diffusely. Semi-transparent, transparent and
highly reflective objects do not have this feature.
• When measuring on semi-transparent objects, the light enters the object and so the measured distance is
larger than the actual distance is.
• Light will pass through a transparent object so a measuring signal is not available.
• A highly reflective object only has a direct reflection and it is not possible to work with it. For such an
application, ask the Baumer electric sales staff.
to measure these objects, it is only possible if you place a diffuse reflecting surface on the object (sticker,
etc.)
!
Semi transparent objects:
the light enters the object.
the measured distance is larger than the
real distance
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Transparent objects:
The light passes the object without a
diffuse reflection.
No measurement is possible
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Highly reflective objects:
Only direct reflection
No measurements possible
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5 Teaching the OADM
Every sensor is delivered with the factory setup (max. measuring range). The teach-in feature was designed
to choose a smaller range within the nominal measuring range for optimizing the resolution and linearity.
Output current, voltage and alarm output adapt to the new range. Two positions must be taught.
• The first teach-in position aligns with 0 V (or 4 mA), the second position aligns with 10 V (or 20 mA)
• These teach-in positions are always just at the border of the new range (inside the measuring range)
• The sensor may be taught more than 10,000 times in its lifetime
• The sensor can always be reset to the factory settings
• The sensor may be taught with the teach button or via the external teach input
• During the teach-in process, the red LED provides a feedback
• The red LED on the back side of the sensor indicates “run” mode if an object is within the measuring
range.
Attention:
Within 5 minutes after power on, the sensor can be taught via the button or the teach-in wire. After 5 minutes,
the teach-in button will be locked preventing accidental adjustment. The teach-in wire is active all the time.
Example of a taught measuring range:
Analog out
10V / 20 mA
Example
of a
taught
output
curve
Standard output
curve
0V / 4mA
LED
30 mm
130 mm
Example of a reverse taught measuring range:
Analog out
10V / 20mA
Example of
a reversed
output
curve
Standard output
curve
0V / 4mA
LED
30 mm
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130 mm
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OADM 20I2441/S14C, OADM 20U2441/S14C
Typical resolution:
Sr = taught measuring range
Typical linearity error:
Sr = taught measuring range
OADM 20I2460/S14C, OADM 20U2460/S14C
Typical resolution:
Sr = taught measuring range
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Typical linearity error:
Sr = taught measuring range
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OADM 20I2472/S14C, OADM 20U2472/S14C
Typical resolution:
Sr = taught measuring range
Typical linearity error:
Sr = taught measuring range
OADM 20I2480/S14C, OADM 20U2480/S14C
Typical resolution:
Sr = taught measuring range
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Typical linearity error:
Sr = taught measuring range
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5.1
How to teach a new range using the teach button
Teaching a new measuring range:
Within 5 minutes after power-up, the button may be used to teach a new range. After finishing a teach
procedure, the 5 minutes starts again. After the 5 minutes, the sensor does not respond to pressing the
button. Seven steps to teaching a new measuring range:
1.
2.
3.
4.
Press (and hold) the button. The red LED will turn on, if the sensor can be taught.
Hold down the button for 5 more sec. The LED will start to blink.
Release the button.
Place a target at the first new position of the measuring range. This is the position that will later produce 0
V (or 4 mA).
5. Briefly press the button again. The LED will stop blinking and will stay on for about 3 sec to indicate that
the first position has been stored. Then the LED will blink again.
6. Now place the target at the second position (the other end of the new range), which will produce 10 V (or
20 mA).
7. Briefly press the button again. The LED will stop blinking and will stay on for about 3 sec to indicate that
the second position has been stored. The LED will then turn off and blink once more. Now the sensor is
ready to measure.
The new, smaller operating range is now set. The red LED now indicates whether an object is within the new
range (LED OFF) or not (LED ON)
If one of the new borders of the range was outside the standard range or the two positions were too close to
each other, then the new settings are not valid. The sensor will respond with an extended blinking at the end
of the teach procedure. The previous settings are still valid and the new settings are lost.
Timing of the teach procedure
t1
t2
t6
t3
t4
☺
If teaching was successful,
the LED will be on
red LED
t6
If the teaching was not
possible, the LED will flash
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5.2
How to reset the factory settings using the teach button
Within 5 minutes after power up, the button may be used to reset the sensor back to the factory settings.
After finishing a teach procedure, the 5 minutes starts again. After the 5 minutes, the sensor does not
respond to the button.
1. Push the button. The red LED will turn on, if the sensor can be taught.
2. Hold down the button further 5 sec. The LED will start to blink. DO NOT RELEASE the button now. Wait
another 10 sec until the LED is ON without blinking. Factory settings have been restored to the sensor.
3. Release the button.
Until button has been
released (t13)
t12
t1
Red LED
5.3
How to teach a new range using the external teach input
Teaching the sensor via the external teach input is equivalent to the teaching procedure via the button. There
is no 5 min. time limit. The sensor may be taught at any time.
12-28 V
Teach wire
t7
t8
t9
0V
t6
t1
t2
t3
t4
Red LED
t
☺
Input circuit:
teach-in
low: 0 .. 2V
high: 12 .. 28V
27kΩ
10kΩ
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3V3
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5.4
How to reset the factory settings using the external teach input
Teaching the sensor via the external teach input is equivalent to the teaching procedure via the button. There
is no 5 min. time limit. The sensor may be taught at any time.
12-28 V
t15
Teach-in wire
0V
t1
t14
red LED
Time Description of timing functions
t1
Minimum button hold time to enter
teach mode
t2
Maximum waiting time after teaching
the first position.
t3
t4
t6
t7
t8
t9
t12
t13
t14
t15
LED on as response for the first
position.
Maximum waiting time after teaching
the second position.
Value
5s
< 20 s
Comment
Using the button, this feature can only be used
within 5 minutes after power-up. Using the
external teach input, it may be used at any
time.
If the button has not been pushed during this
interval, the sensor will leave the teach mode
without any changes.
approx 3 s
< 20 s
If the button has not been pushed during this
interval, the sensor will leave the teach mode
without any changes.
LED Blinking for “NOT OK response”
approx 5 s
after teaching the second position.
Additional high time fort he external
0.1 … 1 s
teach in
Pulse lengths on external teach input
30..2000 ms
for first position.
Pulse lengths on external teach input
30..2000 ms
for second position.
Minimum blinking time for the reset
10 s
to factory settings with button.
Blinking time after reset to factory
As long as the button is down or the external
> 0.2 s
settings
teach input is high.
Minimum blinking time for the reset
to factory settings with external
10 s
teach input.
Minimum high time of the external
teach input after LED stops blinking
0.2 s
for reset to factory settings
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6
Technical data
OADM 20I.., OADM 20U..
Measuring range MR
..2441/S14F
..2460/S14F
..2472/S14F
..2480/S14F
30...70 mm
30...130 mm
50...300 mm
100...600 mm
≥ 2 mm
≥ 3 mm
≥ 5 mm
≥ 10 mm
Min Teach-in range
1)
Resolution *
2)
Linearity error *
3)
Response time *
4…20 µm
5…60 µm
0.01…0.33 mm
0.015...0.67mm
± 12..± 60 µm
± 15..± 200 µm
± 0.03..± 1.0 mm
± 0.05..± 2.0 mm
300...900µs
300...900µs
300...900µs
300...2800µs
yes
yes
yes
yes
4)
Interference suppression *
Light source
Laser diode red, pulsed
Laser class
2
Wave length
650 nm
7)
Laser spot *
1 .. 0.2 mm
2 .. 1 mm
Analog output
2 mm
4 – 20 mA and 0 – 10 V
Load resistor UOut
> 100 kΩ
Load resistor IOut
< (+Vs – 6 V) / 0.02 A
Voltage supply range
12 – 28 VDC
Supply current
< 100 mA, (bei + 24V ~ 40mA)
Reverse polarity protection
yes (voltage supply only)
Short circuit protection
Housing material
yes
Die-cast zinc
Tightening torque
1.0 Nm
6)
Ambient light *
< 50k Lux
Protection class
Temperature range
< 40k Lux
< 8k Lux
< 10k Lux
IP 67
0°C .. +50°C (non condensing)
Storage temperature
5)
Typ. Temperature coefficient *
1)
2 mm
± 0.015%
of MR/°C
-20°C .. +70°C
± 0.03%
± 0.03%
of MR /°C
of MR/°C
± 0.03%
of MR/°C
2)
* and * measured on white ceramic sheet
3)
*
the response time depends on the reflectivity of the object
For objects with a reflectivity < 7% (OADM 20x2480/S14C), the response / release time is increased automatically
up to max. 2.8 ms.
*4)
Missed measurements up to 30 cycles will be suppressed. During this time the analog output stays on hold.
*5)
xx% of full scale measuring range / °C
6)
max. sunlight on a white measuring surface
*
7)
*
dimension of laser beam:
measuring
range
Ø – beam
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Dimensions
OADM 20I24xx/S14C, OADM 20U24xx/S14C
*emitter axis 16 mm
7 Connection diagram and pin assignment
Connection diagram
Pin assignment
8 Grounding concept
For maximum EMC protection and reliable application, use a shielded cable. Also, the sensor has to be
grounded.
We recommend the grounding concept as shown in the picture. Ground the sensor with a toothed washer
between the screw head and the sensor.
● = electrical connection
OADM
Power-supply
A/D Converter
If you prefer another grounding concept please contact your Baumer electric sales staff.
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9 Service notes
The OADM requires no maintenance apart from keeping the front windows clean. Dust or fingerprints can
impair the sensor function. It is normally sufficient to wipe the windows dry with a clean (!), soft cloth. Alcohol
or soapy water may be used for heavy soiling.
10 Accessories
Connecting cable, straight
Please note:
ESG 34CH0200G, 5 pins, length 2 m, shielded
ESG 34CH0500G, 5 pins, length 5 m, shielded
For the four above connecting cables, the shielding wires are all terminated in the
connector. If you prefer to not have them terminated, please consult the factory.
Mounting bracket
part no. 10131521
Protective cover
part no. 10156878, material is acrylic glass (PMMA)
The protection cover can be easily mounted on the sensor’s face. It protects the
glass front cover against welding splashes.
11 Troubleshooting
Error
The sensor does not
measure
The sensor has
incorrect measuring
values
The sensor does not
reach the accuracy
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Possible reason
the teach-in wire is connected to
+Vs
The receiving beam is covered by
an object / edge / step
No receiving signal (transparent or
highly reflective object)
Mutual optical interferences
between two or more sensors
Strong ambient light.
Semi transparent, transparent or
highly reflective objects
Rough surface
Color edges
Resolution of the A/D converter in
the control unit
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Correction
Connect the teach-in wire to 0 V
Make sure that no object is in the receiving
field
Make sure that the laser spot falls on a diffuse
reflecting surface
Make sure that no other light spot is within the
receiving field of the sensor
Prevent ambient light with a shield
Make sure that the laser spot falls on a diffuse
reflecting surface
Possibly use a sensor with laser line
Mount the sensor the correct way
Read the manual of the control unit
Baumer
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Brasil
Baumer do Brasil Ltda
BR-04726-001 São Paulo-Capital
Phone +55 11 56410204
Canada
Baumer Inc.
CA-Burlington, ON L7M 4B9
Phone +1 (1)905 335-8444
China
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CN-201612 Shanghai
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IN-411038 Pune
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IT-20090 Assago, MI
Phone +39 (0)245 70 60 65
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US-Southington , CT 06489
Phone +1 (1)860 621-2121
United Kingdom
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GB-Watchfield, Swindon, SN6 8TZ
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SG-339412 Singapore
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SE-56122 Huskvarna
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