Přeskočit navigaci

RESOLUTE™ absolutní odměřovací systém s lineárním měřítkem RTLA

Charakteristické vlastnosti

  • Protokoly: BiSS®, FANUC, Mitsubishi, Panasonic, DRIVE-CLiQ, Yaskawa 
  • Rozměry čtecí hlavy: 36 × 16,5 × 17,2 mm
  • Rozlišení až 1 nm při 100 m/s
  • Přesnost ± 5 µm/m při 20 °C
  • Součinitel tepelné roztažnosti měřítka při 20 °C: 10,1 ±0,2 µm/m/°C
  • Dodává se i verze pro vakuové prostředí a verze s bočním vývodem kabelu

Výhody

  • Komfort páskové stupnice a nepřekonatelná robustnost
  • Vynikající řízení pohybu
  • Mimořádná odolnost vůči nečistotám
  • Široké nastavovací tolerance
  • Kolísání (jitter) signálu nižší než 10 nm RMS zlepšuje polohovou stabilitu
  • Chyba interpolace lepší než ± 40 nm zajišťuje plynulé řízení rychlosti

Transparent patch for website banners

Co je RESOLUTE?

RESOLUTE je absolutní optický odměřovací systém s jemnou roztečí rysek stupnice. Excelentní odolnost vůči nečistotám a impozantní parametry otevírají nové možnosti pro polohovou zpětnou vazbu. Jedná se o první absolutní snímač na světě schopný rozlišení 1 nm až do rychlosti 100 m/s. Díky mimořádně nízké hodnotě chyby interpolace (SDE) a nízkého kolísání signálu (jitter) překonává tento lineární odměřovací systém všechny ostatní ve své třídě.

Ocenění Jejího Veličenstva: Inovace 2015

 

Držitel ocenění Jejího Veličenstva v roce 2015 v kategorii inovací

Co je měřítko RTLA?

RTLA je nízkoprofilová pásková stupnice z nerezové oceli s naším absolutním kódováním polohy s roztečí 30 µm. Přesnost až ±5 µm/m a délky až 21 m. Obě možnosti upevnění umožňují nezávislou tepelnou roztažnost a poskytují komfort páskové stupnice.

RTLA lze používat s revolučním systémem nosiče stupnice FASTRACK™. Tento systém umožňuje rychlé a snadné položení dráhy bez potřeby vrtání upevňovacích otvorů. Po odstranění vymezovací vložky je páska zavedena do dráhy.

RTLF-S se k substrátu upevňuje pomocí samolepicí pásky. Tato samolepicí páska umožňuje teplotní roztažnost stupnice, nezávislou na roztažnosti substrátu.

Po dokončení instalace jsou oba typy stupnice uchyceny v jednom bodu pro zajištění pozice nulového bodu.

Proč si zvolit tento snímací systém?

Vysoká odolnost proti nečistotám

V porovnání s jinými technologiemi optických snímačů nabízí systém RESOLUTE mnoho faktorů, které přispívají k vysoké odolnosti vůči nečistotám. RESOLUTE používá nejmodernější digitální procesor zpracování obrazu (DSP) pro analýzu dat. Data snímá obrazový snímač, který byl navržen specificky pro tuto aplikaci. Složité algoritmy procesoru DSP odstraňují působení rozptylu světla způsobeného olejovými či mastnými skvrnami, které by u jiných snímačů mohly způsobit poruchu. Speciálně pro tento snímač vyvinutý bodový zdroj světla LED mění trvání záblesku světla pro zajištění nejlepší integrity signálu při všech možných rychlostech pojezdu. Ve struktuře kódu stupnice je zabudován velký redundanční objem dat. To znamená, že RESOLUTE může stále fungovat i nad těmi částmi stupnice, které jsou zčásti nezřetelné kvůli znečištění.

Vynikající řízení pohybu

Špičková přesnost snímače RESOLUTE je výsledkem důmyslného, spolehlivého a naprosto principu funkce. Základem je jednostopé měřítko se jmenovitou roztečí rysek 30 µm v provedení podobném čárovému kódu. Čtecí hlava RESOLUTE snímá díky důmyslné optické konstrukci téměř okamžitý obraz této stupnice. Sejmutý obraz po zpracování umožňuje jedinečnou identifikaci pozice při rychlosti až 100 m/s. Systém umožňuje definovat polohu s rozlišením menším než 1 nm (1 miliardtina metru), se značně nízkým šumem (jitter < 10 nm RMS) a nízkou chybou interpolace (SDE, chyba rozteče mřížky stupnice) jen ± 40 nm. Tím je zajištěna vynikající přesnost zpětné vazby snímače, plynulejší řízení rychlosti a mimořádně pevná polohová stabilita.

Široké nastavovací tolerance

Snímač RESOLUTE nevyužívá konvenční technologii s dvojitou optikou (jednou přírůstkovou, druhou absolutní), která trpí sobě vlastními problémy s fázovým posunem při malém úhlovém vybočení čtecí hlavy. Tento absolutní snímač se naopak vyznačuje absolutní optickou stupnicí s jednou dráhou a v jednom kódu slučuje informace o absolutní poloze i fázovém posunu. Tato technologie poskytuje snímačům RESOLUTE daleko širší tolerance nastavení (tolerance vybočení ±0,5°) pro rychlou a snadnou instalaci a vynikající dlouhodobou spolehlivost, i když se po určité době osy pohybu usadí nebo posunou. Instalaci a diagnostiku dále usnadňuje zabudovaná nastavovací dioda na čtecí hlavě.

Interface 

DRIVE-CLiQ Interface

  • nezbytné pro připojení v protokolu DRIVE-CLiQRozhraní DRIVE-CLiQ pro použití se skutečně absolutním optickým snímačem RESOLUTE
  • dodává se také se duálním vstupem pro velmi přesné rotační systémy se zdvojenou čtecí hlavou
  • zobrazuje chybové stavy
  • duplikuje stavovou LED diodu čtecí hlavy

  

Pro další protokoly není interface nutný.

ProtokolPopisKatalogový listKompatibilní produkty
BiSS®

Renishaw podporuje (jednosměrný) otevřený protokol BiSS C pro absolutní snímače. BiSS je vysokorychlostní sériový protokol, velmi vhodný pro dynamické osy vyžadující vysokou akceleraci, velmi plynulé řízení rychlosti, vynikající obousměrnou opakovatelnost a robustní polohovou stabilitu.
RESOLUTE s BiSS, který se dodává ve verzi lineárního i rotačního (úhlového) snímače, je kompatibilní se širokou škálou standardních průmyslových řídicích systémů, pohonů, DRO a PC karet čítačů.

RESOLUTE BiSS

BiSS stránka kompatibilních produktů

DRIVE-CLiQ

Snímač RESOLUTE vybavený sériovým rozhraním Siemens DRIVE-CLiQ je k dispozici pro lineární a rotační aplikace. DRIVE-CLiQ je inovativní výkonné komunikační rozhraní pro spojení snímače odměřovacího systému s pohony SINUMERIK a SINAMICS.

RESOLUTE DRIVE-CLiQ

Není k dispozici

FANUC

RESOLUTE se sériovým rozhraním FANUC se dodává pro rotační a lineární aplikace.
RESOLUTE má mnoho výhod pro vysokovýkonné obráběcí stroje, které používají řídicí systémy FANUC. Vysoká rychlost, odolná a spolehlivá čistá sériová komunikace, vynikající výkon při konturovacím obrábění a vyšší tuhost pohonů. Navíc se díky bezkontaktní konstrukci u nich nevyskytuje axiální vůle, kroucení hřídele a jiné hysterezní chyby, s nimiž se potýkají klasické uzavřené snímače.

RESOLUTE FANUC

Není k dispozici

Mitsubishi

RESOLUTE vybavený sériovým komunikačním rozhraním Mitsubishi je k dispozici pro rotační a lineární aplikace. RESOLUTE je kompatibilní se servopohony řady J4 a s pohony MDS-D2/DH2/DM2/DJ pro obráběcí stroje.

RESOLUTE Mitsubishi

Není k dispozici

YaskawaRESOLUTE se sériovým komunikačním rozhraním se dodává v rotační a lineární podobě a je kompatibilní se SERVOPACKy Sigma-5 a Sigma-7.RESOLUTE YaskawaNení k dispozici

Panasonic

RESOLUTE vybavený sériovým komunikačním rozhraním Panasonic je k dispozici pro rotační a lineární aplikace. Je kompatibilní s pohony řady A5 a poskytuje opakovatelnou zpětnou vazbu s vysokým rozlišením pro lepší řízení serva a rychlosti.

RESOLUTE Panasonic

Není k dispozici

Technické parametry

Standard měření

FASTRACK RTLA: pásková stupnice z nerezové oceli s nosným systémem

RTLA-S: absolutní kódovaná pásková stupnice z nerezové oceli se samolepicí páskou pro montáž přímo na podklad bez vodítek FASTRACK.

Rozměry čtecí hlavy (DxŠxV)

36 mm x 16,5 mm x 17,2 mm

Rozteč stupnice

Jmenovitá 30 µm

Součinitel teplotní roztažnosti při 20 °C

10,1 ±0,2 µm/m/°C

Přesnost při 20 °C

± 5 μm/m

Délka stupnice

Některé varianty protokolu BiSS-C® mají omezenou maximální délku (podrobnosti viz katalogový list)

FASTRACK: 100 mm až 25 m

RTLA/RTLA-S: až 21 m

Maximální rychlost

(Podrobnosti viz katalogový list)

Až 100 m/s

Protokoly*

BiSS C                              Mitsubishi

DRIVE-CLiQ†                  Panasonic

FANUC Yaskawa

Rozlišení

BiSS C: Rozlišení 50 nm, 5 nm a 1 nm

DRIVE-CLiQ, FANUC a Mitsubishi: Rozlišení 50 nm a 1 nm

Panasonic: Rozlišení 100 nm, 50 nm a 1 nm

Yaskawa: Rozlišení 50 nm a 1 nm

Chyba interpolace (SDE)

±40 nm

Elektrické připojení

Délky kabelů až 20 m s konektory typu D (9 kolíků nebo 15 kolíků), volný přívod, kompatibilní konektor FANUC, LEMO a M12

Napájení

5 V ± 10%, max. 250 mA při 5 V (ukončeno)

Vibrace (provozní)

300 m/s2max při 55 Hz až 2000

Náraz (neprovozní)

1000 m/s2, 6 ms, ½ sinusoida

Rozsah pracovních teplot

0 °C až +80 °C

Krytí

IP64

Všechny podrobnosti viz katalogový list

**Další protokoly jsou průběžně doplňovány.

Specifikace pro DRIVE-CLiQ viz katalogový list.

Dokumenty ke stažení

Katalogové listy

Technické výkresy

Jak systém funguje

RESOLUTE používá obousměrnou sériovou komunikaci ve formátech řady specifických i otevřených průmyslových protokolů. 

Optické schéma snímače RESOLUTE™ s poznámkami

Proces začíná...

Řídicí systém nejprve odešle do čtecí hlavy požadavek na zaznamenání absolutní polohy z lineární nebo rotační stupnice. Čtecí hlava reaguje zábleskem diodového zdroje o velkém výkonu, které osvětluje stupnici. Záblesk trvá krátce, jen 100 ns, aby bylo minimalizováno rozmazání obrazu na pohybujících se osách. Načasování je velmi důležité a je řízeno během několika nanosekund, aby byl zachován vztah mezi požadovanou a zaznamenanou polohou. To je jedna ze zásadních vlastností, která činí snímač RESOLUTE vhodným pro pohybové systémy s velmi vysokými technickými parametry. 

 

 

Stupnice s jednou dráhou

Stupnice je v podstatě jednodráhové měřítko s kontrastními čarami ve jmenovité periodě 30 µm. Nepřítomnost většího počtu rovnoběžných drah zajišťuje důležitou odolnost proti chybám vybočení a mnohem vyšší boční toleranci v poloze hlavy.

Snímání obrazu

Obraz stupnice je sejmut prostřednictvím asférické čočky, která minimalizuje zkreslení a přenesen na detekční sestavu navrženou speciálně pro RESOLUTE. Optické uspořádání, s lomenou dráhou osvětlení, ale s přímým zobrazením, je velmi kompaktní, přesto ale stabilní, což zaručuje přesnost důležitou pro vynikající metrologii.

Dekódování a analýza dat

Po zaznamenání dat z měřítka detektorem je obraz přenesen analogově digitálním převodníkem (ADC) do výkonného digitálního obrazového procesoru (DSP). Speciálně vyvinuté algoritmy poté obdrží skutečnou absolutní, nicméně poměrně „hrubou“ polohu pomocí kódu uloženého ve stupnici. Tento proces je kontrolován a pomocí dalších algoritmů v DSP jsou provedeny nezbytné opravy dat. Systém pracuje s redundantními daty a záměrnými omezeními obsaženými v kódu stupnice. Mezitím další rutiny vypočítají „jemnou“ polohu s velmi vysokým rozlišením. Tato poloha je následně kombinována s hrubou polohou, přičemž výsledkem je skutečná absolutní poloha s velmi vysokým rozlišením.

Závěrečná kontrola a výstup dat

Po závěrečné kontrole chyb je informace o poloze odeslána v odpovídajícím formátu do řídícho systému stroje jako sériové slovo reprezentující polohu v rozsahu 1 nm. Ochrana proti poruše v důsledku elektrického šumu je zajištěna doplněním funkce Cyclic Redundancy Check (CRC). Celý proces může trvat pouze několik mikrosekund a lze jej opakovat až 25 000krát za sekundu. Pomocí různých postupů, včetně nastavení doby světelného záblesku podle rychlosti osy, lze těchto parametrů dosáhnout při rychlosti až 100 m/s při, což je velmi důležité, zachování mimořádně nízkého polohového kolísání (jitter) signálu při nižších provozních rychlostech.

A výsledkem je...

Snímač s dostatečnými montážními tolerancemi: RESOLUTE umožňuje ± 0,5° pro vybočení, sklon a naklánění, a působivých ± 150 µm pro separaci čtecí hlavy od stupnice. Na druhé straně dostatečná optická stopa a pokročilé metody opravy chyb přinášejí vynikající odolnost proti optickému znečištění, jak pevnými částicemi, tak mastnými skvrnami. To vše při zachování rozlišení 1 nm při rychlosti 100 m/s: RESOLUTE je odpovědí na nejobtížnější úkol při absolutním snímání.