Přeskočit navigaci

RESOLUTE™ ETR absolutní odměřovací systém s rotační (úhlovou) prstencovou stupnicí REXA

Charakteristické vlastnosti

  • Dostupné protokoly: BiSS®
  • Rozměry čtecí hlavy: 36 × 16,5 × 17,2 mm
  • Rozlišení až 32 bitů/ot
  • Rychlost až 8500 ot/min
  • Rozsah provozních teplot: -40 °C až +80 °C
  • Instalovaná přesnost až ± 1 úhlové sekunda!
  • Dodává se i verze s bočním vývodem kabelu

Výhody

  • Prstenec se silným průřezem
  • Vynikající řízení pohybu
  • 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 ETR?

RESOLUTE ETR (rozšířený teplotní rozsah) je absolutní optický odměřovací systém s jemnou roztečí rysek stupnice. Excelentní odolnost vůči nečistotám a impozantní parametry otevírají nové možnosti pro polohovou zpětnou vazbu. Je to první absolutní optický snímač na světě schopný rozlišení 32 bitů při 8500 ot/min.
S tím přicházejí všechny výhody revolučního absolutního úhlového snímače RESOLUTE s jemnou roztečí rysek do aplikací pro nízké teploty a nepříznivé podmínky. Díky funkčnosti zaručené až do -40 °C (-40 °F) v nekondenzujícím prostředí je RESOLUTE ETR ideálně vhodný pro náročné aplikace jako jsou teleskopy, vědecký výzkum, obrana a aerokosmický průmysl.

Ocenění Jejího Veličenstva: Inovace 2015

 

Držitel ocenění Jejího Veličenstva v roce 2015 v kategorii inovací

Co je prstenec REXA?

REXA je jednodílný kroužek z nerezové oceli s absolutním dělením stupnice s roztečí 30 µm vyznačeným přímo na obvodu. Jeho větší průřez umožňuje snížit všechny instalační chyby, včetně házivosti, kterou lze navíc snadno korigovat prostřednictví duální instalace dvou čtecích hlav Resolute na jednom kroužku. Systém se vyznačuje celkovou instalovanou přesností až ±1 úhlová vteřina, nulovými vazebními ztrátami a mimořádnou opakovatelností.
REXA se dodává v široké škále rozměrů (Ø 52 mm až Ø 417 mm); všechny verze se vyznačují velkým vnitřním průměrem, usnadňujícím zástavbu do zařízení. Díky bezkontaktní konstrukci se u nich nevyskytuje axiální vůle, kroucení hřídele a jiné mechanické hysterezní chyby, s nimiž se potýkají klasické uzavřené snímače.

Proč si zvolit tento odměřovací systém?

ETR (Rozšířený teplotní rozsah)

Absolutní snímače RESOLUTE ETR s kompaktní stupnicí z nerezové oceli byly navrženy tak, aby navzdory fyzickému namáhání v nepříznivém prostředí poskytovaly vynikající metrologické výsledky, mimořádně vysokou rychlost a vynikající spolehlivost rotačních os.

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.

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

PanasonicRESOLUTE vybavený sériovým komunikačním rozhraním Panasonic je k dispozici v lineárním a rotačním provedení. Je kompatibilní s budiči řady A5 a A6 a poskytuje opakovatelnou zpětnou vazbu s vysokým rozlišením pro lepší řízení serva a rychlosti.RESOLUTE PanasonicNení k dispozici

Technické parametry

Standard měření

REXA: jednodílný absolutní kódovaný kroužek z nerezové oceli se zvláště vysokou přesností

Rozměry čtecí hlavy (DxŠxV)

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

Rozteč stupnice

Jmenovitá 30 µm

Vnější průměr kroužku

52 mm až 417 mm

Celková přesnost (se 2 čtecími hlavami)

(průměr ≥100 mm) ± 1 úhlové vteřina

(průměr 75 mm) ± 1,5 úhlové vteřiny

(průměr ≤57 mm) ± 2 úhlové vteřiny

Maximální rychlost

(Podrobnosti viz katalogový list)

8500 ot./min (na kroužku 52 mm)

Protokoly†

BiSS C

Rozlišení

BiSS C: 18bitové, 26bitové a 32bitové

Chyba interpolace (SDE)

±40 nm

Elektrické připojení

Kabely v délkách 0,5 m až 10 m s konektory typu D (9 kolíků a 15 kolíků), volný přívod

Napájení

5 V ± 10%, 250 mA při 5 V (ukončeno)

Vibrace (provozní)

300 m/s2 max. při 55 Hz až 2000 Hz

Náraz (neprovozní)

1000 m/s2, 6 ms, ½ sinusoida

Rozsah pracovních teplot

-40 °C až +80 °C

Krytí

IP64

Všechny podrobnosti viz katalogový list

Další protokoly jsou průběžně doplňovány.

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 řídícího 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.