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磁性绝对值编码器 GEL 235

LENORD +BAUER

... automates motion. 技术信息

版本 09.13

概述     

紧凑结构的绝对值触感器,最大总分辨率为 28 位 传感器系列包含分辨率达 16 位 的单圈款式和分辨率达 12 位 的多圈款式。 铁磁性钢盘的磁阻扫描装置通过数字接口为每个角度位置 提供一个明确的位置值。 按照游标方法进行评估 可选带有不锈钢外壳的款式

属性    

带 SSI 接口的 GEL 235

   

28 位总分辨率 机械传动装置 高精确度± 0.08° SSI,模拟接口 4 ...20 mA PROFIBUS-DP、CANopen、EtherCAT 正弦/余弦信号 工作温度 -40°C ...+ 100°C 保护等级可高达 IP 67

优势     

适用于所有标准应用,此外,还适用于最恶劣的应用情况 出现冷凝时能确保所有功能正常:耐露点! 阳极氧化铝制成的结实外壳,也有不锈钢外壳可选 不受污染效应或油雾的影响 可抵抗超高的冲击和振动负荷以及加速力

应用领域   

一般的机械制造 可再生能源 移动动力机械

DS29-235_CN

带总线顶盖的 GEL 235

网址: www.lenord.com 电子邮件: info@lenord.cn

电话: +49 208 9963–0 传真: +49 208 676292

Lenord,Bauer 有限责任公司 Dohlenstraße 32 46145 Oberhausen, 德国


描述

安装以及结构 结实的编码器外壳具有 58 mm 的标准法兰尺寸,是由阳极氧 化铝制成,也可选择不锈钢制成的外壳。由于结构紧凑,单 圈款式和多圈款式的外壳长度仅为 50 mm(带有 SSI 接口的 编码器) 。 双轴承式编码器轴通过它的金属编码片形成一个坚实的金属 单元。多圈款式的运行依赖于一个机械传动装置。 所有旋转元件具有统一的温度系数,保证绝对值编码器能够 保持长期稳定的温度特性。

测量原则 GEL 235 的基础是铁磁性钢制成的编码片(即所谓的桥接 片)的非接触式磁性扫描装置。磁阻(MR)传感器将探测三个 磁道,并发送一致的正弦信号。三个正弦信号的相位在一个 转数之内是清晰的。以游标运算法则为基础,将对相位进行 评定,并通过高分辨率和准确度来确定绝对位置。 基础编码器可以通过一个快速的同步串行接口 (SSI) 传输格 雷码或二进制码形式的位置数值。 SSI 接口以可达到 2 MHz 的时钟频率传输位置数据。在进行 新的位置查询之前,必须遵守至少 16 µs 时钟休息的规定。 T Clock TP Data MSB

LSB

另外,为了实现实时调节,会输出高度可插值的正弦/余弦差 动信号,带 1 VSS 信号电平。

每圈 64 个周期的正弦/余弦差动信号、高度可插值,从编码 器轴上看向右旋转

温度范围 在绝对值编码器中装配了高品质、高精度 SMD 元件。尽管 经过谨慎挑选,但是并不能避免这些部件发生热老化。因此 当温度为-40 °C 至 +85 °C 时,编码器应被存放起来。 工作温度-40 °C 至 +100 °C 是许可的,同时,所连接的绝对 值编码器不能超过这个温度范围。在许可的工作温度范围内, 绝对值编码器的功能 (DIN 32878) 得以保障,编码器外壳的 温度对此具有决定作用。 绝对值编码器的温度受到安装情况(热传导、热辐射) 、绝对 值编码器自热(轴承摩擦、热功率损失)和环境温度的影响。 根据绝对值编码器的运行情况不同,工作温度高于环境温度。 自热取决于电源电压,可以达到 10 °C。当是> 5.000 min-1 的高转数时,在轴承摩擦的基础上,自热可能会达到 20 °C。 如果绝对值编码器在规格说明许可的临界范围内运行,则必 须通过适当的措施(冷却)来降低环境温度,从而确保不超 过许可的工作温度范围。

串行数据传输原则 [格雷码 (25 位,RS 422 / RS 485 标准] f

> 62.5 kHz

T

时钟信号的持续周期(= 1/时钟频率)

Tp

时钟休息, 两个时钟序列 T 之间 P 至少 16 µs

2

Lenord,Bauer 有限责任公司

接口 在可夹式总线顶盖的帮助下,可以将绝对值编码器连接到 CANopen、EtherCAT 或 PROFIBUS-DP 网中。Encoder-ID 和数据传输率的集成式旋转选择开关、一个可以接通的终端 电阻以及诊断 LED有助于快速完成调试。 也可通过总线顶盖中可编程的 4 ...20 mA 接口输出电流信号。

DS29-235_CN (09.13)


技术数据

概述 重复精度

< 0.01°

准确性

± 0.08°

电气数据 工作电压(带反极性保护)

10 … 30 V DC;可选 5 V - 5%、+25%

消耗功率

< 1.6 W,无负载输出

单圈分辨率 (ST)

8、9、10、... 16 位( 360° 测量步进脉冲)

多圈分辨率 (MT)

4、8、12 位 (圈,机械传动装置)

接口

SSI,PROFIBUS 编码器剖面图 V 1.1,EtherCAT (CoE), CANopen 编码器剖面图 DS406,模拟 4…20 mA,带示教 功能

模拟输出信号

正弦 / 余弦差分信号 1 VSS,每圈有 64 个周期

机械数据 转子的惯性力矩

611.8·10-6 kgm2

材料

阳极氧化铝, 不锈钢 1.4104

单圈质量

铝:300 g;不锈钢:600 g

多圈质量

铝:310 g;不锈钢:620 g

单圈工作转数(临界值)

12.000 min-1

多圈工作转数(临界值)

10.000 min-1,12.000 min-1(短暂)

工作扭矩

< 3 Ncm

轴承使用寿命

> 105 h,当为 1000 min-1 时

轴密封环(选项)

材料:氟橡胶,保护等级 IP 67 被降低的临界转数:6.000 min-1

环境数据 工作温度范围

-40 °C 至 +85 °C

运行温度范围

-40 °C 至 +100 °C

轴承适用温度范围

-40 °C 至 +85 °C

保护等级(EN 60529)

IP 64 或 IP 67

耐振性(DIN EN 60068-2-6 )

200 m/s2,10 ...2000 Hz

抗冲击性 (EN 60068-2-27)

2000 m/s2,11 ms

电磁兼容性

EN 61000-6-1 至 4

绝缘强度(DIN EN 60439-1)

Ri > 1 MΩ,测试电压为 500 V AC

最大相对空气湿度

99 %

允许缩合

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3


尺寸图

尺寸图 GEL 235 – 法兰规格 同步法兰 3

D 6 10 L 10 20

3 L 4

D

3x M

.1 ±0

4/7

tief deep 3x

12

Ø 50

Ø 58 Ø 53.8

Ø

42

45

夹紧法兰

D 6 10 12 L 10 20 20

L

3 3 10 .1 ±0

D

Ø 36 g7

Ø 58 Ø 53.8

Ø

48

3x

12

3x M4 / 7 tief deep 45

盲孔空心轴 (1) 7.5 3 3

10

45 29

20°

1 5 +0.

Ø1

.1 ±0

3x 1

Ø 52

Ø 58

Ø

42

3x

M3

/5 tie dee f p

所有尺寸以 mm 计 根据电气接口的不同,带 SSI 接口的编码器会有不同的外部尺寸 (参见 SSI 编码器电气接口的尺寸) 。

(1)

驱动轴的直径:15 f7

4

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尺寸图

尺寸图 GEL 235 带总线顶盖 3

x1

3x M4 / 7

20

°

ø58

tief deep

34.9

45 10°

15.6

10°

20.5

75

规格示例 带电缆栓接装置的总线顶盖 所示夹紧法兰的尺寸(参见法兰规格) SSI 编码器电气接口的尺寸 轴向插头输出端 (参见类型代码 输出端/位置:D)

径向插头输出端 (参见类型代码 输出端/位置:E)

57.4

22.4

22.4

1 1

电缆输出端 axialflex®(仅轴向) (参见类型代码 输出端/位置:A)

□ 25

9.5

1

1 预置按钮(适用于 SSI)

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5


带有 SSI 接口的编码器

SSI 接口

推荐将二芯胶合屏蔽电缆用作信号线(± CLOCK 和 ± DATA) 。

旋转方向 当轴顺时针或逆时针方向旋转时,编码器可以输出不断上升 的位置值。通过接通 CW/CCW 入口可以选择旋转方向(计 数方向) 。

电缆长度 [m]

< 50

< 100

< 200

< 400

时钟频率 [kHz]

< 400

< 300

< 200

< 100

预置功能

当轴顺时针方向旋转时的位置值

输出信号可以从任一位置值设置为预置值。在输出时,编码 器的分辨率被设定为最大值的一半。进行电子预置,当电源 电压 UB 短暂 t > 100 ms 连接在预置入口上(非持续连接) 。 也可以使用被安装在外壳底部的预置按钮(IP 67)。可以通 过一个销(t > 100 ms)点击预置按钮。其它预置值可以通 过询问获取。

标准: GND 接入 CW/CCW 或未接通: 位置升高 ↑ 反之: UB 接入 CW/CCW: 位置降低 ↓

电缆长度 当为 SSI-Protokoll 时,随着电缆长度的增加,许可的传输速 率降低。 接口布局 引线

电缆

信号

描述

1

蓝色

GND

质量

2

棕色

数据+

输出端:根据 RS 485 的差分数据信号

3

灰粉色

时钟+

输入端:根据 RS 485 的差分时钟信号

4

黄色

SIN–

5

绿色

SIN+

6

紫色

COS–

7

黑色

COS+

8

红色

UB

工作电压

9

玫瑰色

预置

设置测量范围的零点或中点

10

白色

数据–

输出端:根据 RS 485 的差分数据信号

11

红蓝色

时钟–

输入端:根据 RS 485 的差分时钟信号

12

灰色

CW/CCW

旋转方向:标准 = GND;反之 = UB

输出端: 64 个周期 / 360° 差分信号 1 VSS

屏蔽 SSI 的技术数据 输出编码

二进制、格雷码

驱动器

RS 485 可兼容

时钟频率

最大 2 MHz

传输

最大 1200 m,取决于传输速率

抗干扰性

通过对称传输实现极高的抗干扰性

旋转方向

可设定参数,标准情况下顺时针方向旋转(CW)的轴上可 看见上升的位置值

预置

通过输入电平或者选择按键进行设置

电缆

无卤素 PUR(6×2 AWG,屏蔽)

6

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CANopen 的总线顶盖

34,9

20,6 15,6

Bus OUT 10°

10°

30

Bus IN

使用 M12 插头的结构示例(模拟电缆栓接装置) 接口设计 - CANopen M12 插头

设定

带有电缆栓接装置的总线顶盖—— 内部视图

A 型编码

7

1

6

2

波特率

位置

1 MBit/s

9

800 kBit/s

8

500 kBit/s

7

销/插座设计

250 kBit/s

6

引线 总线输入 总线输出

125 kBit/s

5

1

4

2 3

参与者地址

4

夹板

5

1

5

2

4

2

3

1

IN

1

屏幕

5

3 4

OUT

屏幕

2

+UB 输入 +UB 输出

3

GND

4

CAN_H

5

CAN_L

100 kBit/s

3

接线柱设计

4

编号 名称 1

CAN_H

2

CAN_L

总线输入

3

GND

波特率

4

+UB 输出

5

CAN_H

编码器接口

6

CAN_L

5

50 kBit/s

3

GND

2

CAN_H

1

6

总线终端电阻

7

GND

0

7

总线输出

8

+UB 输入

CAN_L

自动波特率检测

CANopen 的技术数据 设备剖面图

带有附加功能的 CANopen DS406

电缆直径

8 mm

连接

总线顶盖作为 T 型插线板使用,可以带有电缆栓接装置或 M 12 插头、诊断 LED,I/O 直流分离(包括联轴节)

可编程的参数

分辨率、预置、偏移、计数方向、速度输出、加速输出和转 数输出、涉及到预定数值的范围输出、可扩展的步进脉冲数 (十进制/二进制)

输出编码

二进制

波特率

50 kBit/s … 1 MBit/s 可通过总线主设备或旋转选择开关调节

传感器 ID

0 … 99,通过旋转选择开关调节

终端电阻

可通过总线顶盖接通(两个 DIP 开关切换到 ON 位置上)

工作温度

-40 … +85 °C (短暂 100 °C)

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7


EtherCAT 的总线顶盖

20,6

34,9 15,6

Bus OUT 10°

Power

Bus IN 30

带有 M12 插头的结构示例 接口设计 - EtherCAT M12 插头

总线 POWER A 型编码

D 型编码 2

3

1

4

1

销/插座设计

2

3

1

4

插座设计

引线

总线输入

总线输出

1

传输 数据+

传输 数据+

2

接收 数据+

接收 数据+

3

传输 数据-

传输 数据-

接收 数据-

接收 数据-

4

背后视图

引线

Power UB

1

+UB

2

3 4

1

7

2

6

3

5

4

插头 Power

2

插头总线输出

3

LED(绿色)总线输出功能

GND

4

LED(绿色)运行准备

5

LED(绿色/红色)绝对值编码器运行状态

6

LED(绿色)总线输入功能

7

总线输入插头

引线 2 是 GND

EtherCAT 的技术数据 设备剖面图

CoE (CANopen over EtherCAT) DS 406

连接

总线顶盖作为 T 形插线板,带有 D 型编码 的 M12 插头和诊 断 LED

可编程的参数

扩展 预置 速度和加速

传感器 ID

自动地址分配

工作温度

-40 … +85 °C

8

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PROFIBUS-DP 的总线顶盖

34,9

20,6 15,6

Bus OUT 10°

Power 10°

Bus IN 30

带有电缆栓接装置的结构示例(模拟 M12 插头) 接口设计 - PROFIBUS-DP M12 插头

总线 POWER

带有电缆栓接装置的总线顶盖—— 内部视图

B 型编码

1

A 型编码 1

5

2

4

2 5 1

3

3 4

1

4

2

3

2

7

6

IN

OUT

5

销/插座设计

销设计

引线 总线输入 总线输出

引线

Power

1

1

+UB

2

A

A

2

3

3

GND

4

B

B

4

5

屏幕

屏幕

3

接线柱设计

4

编号 名称 1

B 输出

2

A 输出

1

总线电压Power

3

GND

2

总线输入

4

+UB 输出

3

参与者地址 夹板

5

B 输入

4 5

编码器接口

6

A 输入

6

总线终端电阻

7

GND

7

总线输出

8

+UB 输入

PROFIBUS-DP 的技术数据 设备剖面图

编码器配置文件 V 1.1

电缆直径

8 mm

连接

总线顶盖作为 T 型插线板使用,可以带有电缆栓接装置或 M 12 插头、诊断 LED,I/O 直流分离(包括联轴节)

可编程的参数

分辨率、预置、偏移、计数方向、速度输出、加速输出和转 数输出、可扩展的步进脉冲数

输出编码

二进制

波特率

9.6 kBit/s … 12 MBit/s 可通过总线主设备调节

传感器 ID

自动地址分配

工作温度

-40 … +85 °C (短暂 100 °C)

终端电阻

可通过总线顶盖接通(两个 DIP 开关切换到 ON 位置上)

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9


模拟接口的连接罩盖

模拟接口 4 … 20 mA A

20.6 15.6

34.9

30

8 极插头的结构示例 旋转方向 当按顺时针方向旋转(CW)时,可看见编码器轴上 输出的 位置值不断上升。提示:使用者不能更改这一设定。如果需 要其它计数方向,可由原厂进行设定。

位置至少 100 ms 时,可以将电源电压接入各自的信号入口。 在确保零电压的情况下将位置保存在旋转编码器中。 [mA] 20

示教功能 示教功能是带有模拟接口的 GEL 235 的调试功能。通过此功 能,可确定两个自由可调的最小点和最大点之间的全部测量 范围。为了确定信号走势,当达到示教最小位置和示教最大

4

Teach-In Min

Teach-In Max

MBE

接口设计 - 模拟接口 引线

信号

备注

1

GND

质量连接

2

n. c.

3

T-Low

示教功能最小位置

4

T-High

示教功能最大位置

5

AOUT

模拟输出(电流)

6

GNDA

模拟质量

7

UB

电源电压

8

n. c.

8 极插头 A 型编码 模拟接口的技术数据 内在分辨率

每圈 65,536 个步进脉冲, 4,096 圈

接口的分辨率

16 Bit(0.244 μA) ,在 4 … 20 mA 的范围内

测量范围

最大 28 Bit

接口的精确度

15 μA 典型(25 °C)

10

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DS29-235_CN (09.13)


配件

转矩臂 FB23504

安装法兰 MF23501 (用于 15° 旋转径向输出端的适配器)

3x

8

Ø 58

Ø 50 f7

Ø 48

20°

Ø 63

12

3.3 15°

转矩臂 FB23505 (当为盲孔空心轴时的标准)

°

15

安装法兰 MF23502 (65 mm 法兰上的适配器) 10

3.3

夹紧件 KL200 (3 个)

5 0 M 4 , 9 0 °

5.5

Ø9

Ø

Ø

D

D Ø

2 6

90° Ø6

1.5

7

Ø 4.2

金属联轴节 MK12

Ø 65

Ø

Ø 45 f7

48

20°

Ø 63

2.9 -0.05

Ø 12 D

= 6 - 1 5

安装角度 MW 52

1 0

5 0

8 4

变径锥套

D

POM

黄铜

RH 23501

RH 23504

8 mm

RH 23502

RH 23505

10 mm

RH 23503

RH 23506

12 mm

8 5 6 5

1 2

4 5

1 0

4 5

2 2 .5

订单编号:

7

DS29-235_CN (09.13)

Lenord,Bauer 有限责任公司

11


配件

装配配件订单摘要 描述

商品编号

转矩臂,硬 1

FB 23504

转矩臂,软

FB 23505

1

变径锥套,8 mm,POM(聚甲醛)

RH 23501

变径锥套,10 mm,POM(聚甲醛)

RH 23502

变径锥套,12 mm,POM(聚甲醛)

RH 23503

变径锥套,8 mm,黄铜

RH 23504

变径锥套,10 mm,黄铜

RH 23505

变径锥套,12 mm,黄铜

RH 23506

安装法兰

MF 23501

安装法兰

MF 23502

金属联轴节(St),内直径:6 至 15 mm(给出轴径)

MK 12

旋转编码器的安装角度

MW 52

1 标配是已安装有一个软式转矩臂 FB23505 的 GEL 235 盲孔空心轴。如果应安装另一款转矩臂 FB 23504,则必须在订货 时就明确表示。

12

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DS29-235_CN (09.13)


配件

连接配件订单摘要 描述

商品编号

CANopen 连接线 10 m,5 极插头/带有接线套筒的开放式电缆终端

BK 2100

CANopen 连接线 2 m,5 极插头/带有接线套筒的开放式电缆终端

BK 2101

CANopen 连接线 10 m,5 极插座/带有接线套筒的开放式电缆终端

BK 2102

CANopen 连接线 2 m,5 极插座/带有接线套筒的开放式电缆终端

BK 2103

CANopen 连接线 10 m,5 极插座/插头

BK 2104

CANopen 连接线 2 m,5 极插座/插头

BK 2105

PROFIBUS-DP,5 极插座对应插头,B 型编码

FS 3016

PROFIBUS-DP,5 极插头对应插头,B 型编码

FS 3017

PROFIBUS-DP Bus Power 连接线 2 m,4 极插头,A 型编码/带有接线套筒的开放式电缆终端

FS 3018

PROFIBUS-DP Bus Power 连接线 10 m,4 极插头,A 型编码/带有接线套筒的开放式电缆终端

FS 3019

CANopen,5 极插座对应插头,A 型编码

FS 3020

CANopen,5 极插头对应插头,A 型编码

FS 3021

PROFIBUS-DP 连接线 10 m,5 极插头/带有接线套筒的开放式电缆终端

FS 3024

PROFIBUS-DP 连接线 10 m,5 极插座/带有接线套筒的开放式电缆终端

FS 3025

PROFIBUS-DP 连接线 2 m,5 极插头/带有接线套筒的开放式电缆终端

FS 3026

PROFIBUS-DP 连接线 2 m,5 极插座/带有接线套筒的开放式电缆终端

FS 3027

PROFIBUS-DP 连接线 2 m,5 极插座/插头

FS 3028

CANopen 终端电阻 M12

FS 3040

EtherCAT,4 极插座,D 型编码

FS 3039

12 极,SSI 的对应插头,直形

GG 126

12 极,SSI 的对应插头,角形

GW 126

8 极,模拟接口的 M12 对应插头

FS 1352

DS29-235_CN (09.13)

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13


类型代码 GEL 235

接口 模拟输出 CANopen DS 406 PROFIBUS-DP EtherCAT SSI,二进制码 SSI,格雷码 SSI,二进制码 5 V SSI,格雷码 5 V 每圈的分辨率 08 8 位,每圈 256 步进脉冲 09 9 位,每圈 512 步进脉冲 10 10 位,每圈 1024 步进脉冲 11 11 位,每圈 2048 步进脉冲 12 12 位,每圈 4096 步进脉冲 13 13 位,每圈 8192 步进脉冲 14 14 位,每圈 16384 步进脉冲 15 15 位,每圈 32768 步进脉冲 16 16 位,每圈 65536 步进脉冲 圈数 00 单圈 (ST) 04 4 位,16 圈 08 8 位,256 圈 12 12 位,4096 圈 法兰、轴 A 夹紧法兰,D = 6 / L = 10 mm B 夹紧法兰,D = 10 / L = 20 mm C 同步法兰,D = 6 / L = 10 mm D 同步法兰,D = 10 / L = 20 mm E 盲孔空心轴,D = 15 / L = 25 mm F 夹紧法兰,D = 12 / L = 20 mm 输出端/位置(接口) A axialflex® 电缆盖,轴向 (SSI) D 12 极 M23 插头,轴向 (SSI) E 12 极 M23 插头,径向 (SSI) K CANopen,带电缆栓接装置的总线顶盖 L CANopen,带 M12 插拔连接器的总线顶盖 P PROFIBUS-DP,带 M12 插拔连接器的总线顶盖 Q PROFIBUS-DP,带电缆栓接装置的总线顶盖 S 连接罩盖 4 … 20 mA,带 M12 插拔连接器 T EtherCAT 总线顶盖,带 M12 插拔连接器 电缆长度 B 1 m 电缆长度 C 3 m 电缆长度 D 5 m 电缆长度 E 10 m 电缆长度 S 插头/总线顶盖 IP 级,预置按钮 1 保护等级 IP 64 2 保护等级 IP 64,预置按钮 3 保护等级 IP 67 4 保护等级 IP 67,预置按钮 选项 0 无选项 2 不锈钢 235 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ AN CO DP EC SB SG TB TG

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DS29-235_CN (09.13)


类型代码 GEL 235

限定不锈钢时的类型代码 特征

可能的变体

接口

SG,SB,CO,DP

每圈的分辨率

无限制

多圈的旋转数目

无限制

法兰、轴

B,D,E,F

输出端/位置

K,Q

电缆长度

无限制

IP 级,预置按钮

3、4(仅 SG、SB)

可以从类型代码概览中读取缩写符号的含义。必须始终将类型代码的最后一位写为‘2’ ,以表示不锈钢旋转编码器。不锈钢 款式的尺寸图与标准款式相符。 当为 GEL 235 时的类型代码限制(标准) 特征

可能的变体

预置按钮

SG,SB,TB,TG

当为 EtherCAT 时的每圈分辨率

单圈 16 位 多圈 0 或 12 位

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Lenord,Bauer 有限责任公司

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Lenord,Bauer 有限责任公司 Dohlenstraße 32 46145 Oberhausen, 德国 电话: +49 208 9963–0 传真: +49 208 676292 网址: www.lenord.com 电子邮件: info@lenord.cn 保留技术变更和打印错误的权利。 最新版本您可以在网站上找到,网址为:www.lenord.com. 16

Lenord,Bauer 有限责任公司

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磁性绝对值编码器