Přeskočit navigaci

RESOLUTE™ FS absolutní snímací systém s lineárním měřítkem RSLA

Charakteristické vlastnosti

  • Dostupné protokoly: DRIVE-CLiQ
  • Rozměry čtecí hlavy: 36 × 16,5 × 17,2 mm
  • Rozlišení až 1 nm při 100 m/s
  • Přesnost ±4 µm na 5 m při 20 °C
  • Součinitel tepelné roztažnosti měřítka při 20 °C: 10,1 ±0,2 µm/m/°C
  • Certifikace dle:
    ISO 13849:2015 PLd
    IEC 61508:2010 SIL2
    IEC 61800-5-2:2007 SIL2

Výhody

  • Vysoce přesná stupnice
  • 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 FS?

RESOLUTE FS (funkční bezpečnost) 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 snímací systém všechny ostatní ve své třídě. Certifikace dle SIL2 a PLd pro použití v bezpečnostně orientovaných aplikacích.

Ocenění Jejího Veličenstva: Inovace 2015

 

RESOLUTE absolutní 30 µm snímací systém, Držitel ocenění Jejího Veličenstva v roce 2015 v kategorii inovací

Co je měřítko RSLA?

RSLA je pásková stupnice z nerezové oceli s absolutním kódováním polohy s roztečí 30 µm.
Je srovnatelná se skleněným měřítkem s jemnou roztečí rysek a poskytuje celkovou přesnost (včetně sklonu a linearity) lepší než ±4 µm na délce 5 m. Měřítko lze svinout pro snadné skladování a manipulaci, přesto se po rozvinutí chová jako pevná stupnice.
Konstruktéři systému si mohou dle požadavků na montáž vybrat mezi speciálně vyvinutou lepicí páskou nebo mechanickými úchytkami. Oba způsoby montáže umožňují zachovat teplotní roztažnost měřítka nezávislou na substrátu.

Proč si zvolit tento odměřovací systém?

Certifikace funkční bezpečnosti

RESOLUTE FS je systém otevřeného absolutního optického snímače s certifikací pro následující funkčně bezpečnostní standardy:

ISO 13849:2015 PLd
IEC 61508:2010 SIL2
IEC 61800-5-2:2007 SIL2

Některé bezpečnostní funkce strojů, jako je Safety Limited Speed (SLS), vyžadují pro funkční bezpečnost zpětnou vazbu snímače. Použití snímacího systému, který je již dimenzovaný pro tyto aplikace, může významně zjednodušit certifikaci stroje. Přijmutí těchto vyspělých bezpečnostních funkcí stroje umožňuje výrobcům dodávat bezpečnější stroje s vyšší funkčností, která zkracuje dobu seřizování a prostoje stroje.

Vynikající řízení pohybu

Špičková přesnost snímače RESOLUTE FS 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 FS 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 FS 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 FS 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

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

Protokol

ProtokolPopisKatalogový listKompatibilní produkty

DRIVE-CLiQ

Snímač RESOLUTE FS 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 FS DRIVE-CLiQ

 

Není k dispozici

Technické parametry

Standard měření

RSLA: absolutní kódovaná velmi přesná stupnice z nerezové oceli

Rozměry čtecí hlavy (DxŠxV)

36 mm x 16,5 mm x 14,8 mm

Rozteč stupnice

Jmenovitá 30 µm

Součinitel teplotní roztažnosti při 20 °C

10,1 ±0,2 μm/m/°C

Přesnost při 20 °C

±1,5 μm až do 1 m, ±2,25 μm až do 2 m, ±3 μm až do 3 m, ±4 μm až do 5 m, (včetně sklonu a linearity), kalibrace sledovatelná dle mezinárodních norem

Délka stupnice

(Podrobnosti viz katalogový list)

80 mm až 5 m

Maximální rychlost

(Podrobnosti viz katalogový list)

100 m/s

Protokoly*

DRIVE-CLiQ†      

Rozlišení

DRIVE-CLiQ: Rozlišení 50 nm a 1 nm

Chyba interpolace (SDE)

±40 nm

Elektrické připojení

Délka kabelů až 9 m a konektor M12 pro interface DRIVE-CLiQ

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

Instalační příručka a manuál o bezpečnosti

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.