Přeskočit navigaci

Inkrementální odměřovací systém TONiC™ s rotační (úhlovou) prstencovou stupnicí RESM

Charakteristické vlastnosti

  • Rozměry čtecí hlavy: 35 × 13,5 × 10 mm
  • Rozlišení až 1 nm
  • Rychlost až 3673 ot/min
  • Velmi nízká hodnota chyby interpolace (SDE): typicky <± 30 nm
  • K dispozici je verze pro vakuum
  • Optická referenční značka IN-TRAC

Výhody

  • Nízkoprofilový prstenec s velkým vnitřním průměrem pro snadnou zástavbu
  • Vysoce kompaktní čtecí hlava snímače s dynamickou úpravou signálu pro dokonalejší řízení pohybu
  • Vysoká odolnost proti nečistotám
  • Diagnostická sada je nástroj užitečný při problematických instalacích a pro optimalizaci nastavení systému.
Transparent patch for website banners

Co je TONiC?

TONiC je superkompaktní bezkontaktní optický odměřovací systém, který umožňuje odměřování polohy při rychlosti až 10 m/s. V kombinaci s rozhraním Ti nabízí rozlišení až 1 nm pro lineární i rotační aplikace. Systémy TONiC vynikají rychlou a snadnou instalací se širokými nastavovacími tolerancemi a kalibrací stisknutím tlačítka. Dynamické zpracování signálu systému TONiC poskytuje zvýšenou stabilitu signálu s velmi nízkou hodnotou chyby interpolace (SDE), typicky <±30 nm. Tento parametr se projevuje ve vynikající kvalitě řízení pohybu.

Co je prstenec RESM?

RESM je prstencová stupnice z jednoho kusu nerezové oceli s roztečí dělicích značek 20 µm označených přímo na obvodu, opatřená optickou referenční značkou IN-TRAC™. Dodávají se dvě verze se širokou nabídkou rozměrů od Ø52 mm až do Ø550 mm). Prstence v provedení ‘A' nabízejí vynikající přesnost instalace a jejich vnitřní otvor je opatřen kuželovým profilem, který zpřesňuje vystředění při instalaci, snižuje nároky na přesnost ostatních komponent mechanismu a eliminuje házení po instalaci. Dodávají se také tenké prstence profilu ‘B' s nízkou hmotností a setrvačností. Obě verze prstence 'A' i 'B' mají velký vnitřní průměr pro snadnou integraci. 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 snímací systém?

Odolnost vůči nečistotám

Díky velké odolnosti vůči nečistotám, škrábancům a mastným otiskům prstů a díky schopnosti odměřování polohy při rychlostech až 10 m/s je TONiC ideální pro náročnější aplikace. Bezkontaktní RESM navíc pracuje bez tření či opotřebení a zaručuje tak vysokou spolehlivost.

Dokonalá spolehlivost a výkon při kompaktních rozměrech

Aby byla zajištěna maximální spolehlivost, konzistentní výkon a vysoká odolnost vůči nečistotám, jsou snímací hlavy TONiC vybaveny filtrační optikou třetí generace, vyladěnou na nižší šum (chvění) a dále obohacenou o dynamické zpracování signálu včetně funkcí automatického řízení zesílení (Auto Gain Control) a automatického řízení korekce (Auto Offset Control). Tato kombinace, kde je vše obsaženo ve čtecí hlavě, poskytuje bezkonkurenčně čisté signály s velmi nízkou chybou interpolace (SDE) <±30 nm. Výsledkem je plynulejší řízení rychlosti a v důsledku toho vyšší výkon při skenování a vyšší polohová stabilita, což jsou důležité parametry pro mnoho aplikací.

Rychlejší a snazší montáž

Nastavovací LED dioda na hlavě poskytuje vizuální indikaci síly signálu a volitelná optická diagnostická souprava umožňuje dálkovou kontrolu výkonu systému v případě, když je hlava skrytá uvnitř stroje. Kalibrace referenční značky a inkrementálních signálů se provádí stisknutím tlačítka, bez mechanického seřizování nebo dalších diagnostických nástrojů. Uživatelsky volitelná optická referenční značka IN-TRAC je zabudovaná do inkrementálního měřítka kvůli kompaktním rozměrům a jednoduchému ustavení. Výstupní signál referenční značky je obousměrně opakovatelný v rozsahu jednotky rozlišení při všech rychlostech.

Vhodná rozhraní

Rozhraní TD (duální rozlišení)

  • Volitelné dvojí rozlišení kvadraturního výstupu.
  • Ideální pro vysokorychlostní aplikace s požadavkem na vyšší přesnost odměřování polohy.
Rozhraní Ti (square)

Rozhraní DOP (duální výstup)

  • Poskytuje současně digitální kvadraturní signály a signály 1 Vpp.
  • Navrženo pro aplikace vyžadující synchronizaci jedné nebo více operací s osou pohybu.Rozhraní TONiC Dual Output (DOP)

Duální signální rozhraní (Dual Signal interface – DSi)

  • Rozhraní DSi společnosti Renishaw kombinuje inkrementální signály ze dvou čtecích hlav TONiC získané na jednom prstenci RESM (prstenec REST pro aplikace částečného otočení). Kompenzuje vliv vůle ložisek, eliminuje všechny liché chybové harmonické složky, včetně výstřednosti a poskytuje celkovou přesnost typicky ±2,0 úhlové vteřiny.Duální signální rozhraní TONiC s rotačním kroužkem RESM

Volitelná diagnostická sada

Diagnostická sada TONiC™ (software a hardware)

Diagnostický software TONiC, který lze použít pro optimalizaci instalace snímačů TONiC, umožňuje rychlou a komplexní kalibraci systému. Software musí být používán ve spojení s diagnostickým hardwarem TONiC, který lze zakoupit u společnosti Renishaw pod objednacím číslem A-9411-0011. Hardware je připojen k počítači USB kabelem (je součástí sady) nebo in-line se zakázkovou elektronikou.

Další informace o diagnostické sadě TONiC.

Technické parametry

Standard měření

RESM: jednodílný nízkoprofilový kroužek z nerezové oceli. K dispozici jsou prstence v provedení „A“ s kuželovým vnitřním průměrem nebo prstence v provedení „B“ s nízkým momentem setrvačnosti

Dodává se také pro aplikace částečného otočení jako REST.

Rozměry čtecí hlavy (DxŠxV)

35 mm x 13,5 mm x 10 mm

Rozteč stupnice

20 μm

Vnější průměr kroužku

52 mm až 550 mm. V případě požadavku na specifický rozměr prstence kontaktujte prosím místní zastoupení Renishaw

Počet impulzů

8192 až 86 400 (v závislosti na velikosti prstence)

Referenční značka

RESM: prstenec s jednou referenční značkou IN-TRAC

REST: se dvěma referenčními značkami pro aplikace částečného otočení

Přesnost*

Přesnost dělení

Přesnost systému


± 3,97 až ± 0,38 úhlové vteřiny (v závislosti na průměru kroužku)

± 4,20 až ± 0,40 úhlové vteřiny (v závislosti na průměru kroužku)

Maximální rychlost

Analogové

Digitální

(Podrobnosti viz katalogový list)

3673 ot/min při –3 dB (na RESM 52 mm)

3673 ot/min (rozlišení 5 µm TONiC na RESM 52 mm)

Chyba interpolace (SDE)

Typicky <±30 nm

Dynamické řízení signálu

Úprava signálu v reálném čase zahrnuje funkci AGC (Automatické řízení zesílení) a AOC (Automatické řízení odchylky) pro optimalizaci výkonu během provozu

Přírůstkové signály

Analogové

Digitální

(Podrobnosti o úhlovém rozlišení viz katalogový list)

1 Vpp, (interval 20 µm)

Rozlišení od 5 µm do 1 nm

Elektrické připojení

Délky kabelů 0,5 m, 1 m, 1,5 m, 3 m, 5 m a 10 m s mini konektorem (připojení přímo k interfaci TONiC)

Napájení

5 V ± 10%, < 100 mA (analogový systém), < 200 mA (digitální systémy) (neukončeno)

Vibrace (provozní)

100 m/s2 max při 55 Hz až 2000 Hz

Náraz (neprovozní)

1000 m/s2, 6 ms, ½ sinusoida

Provozní teplota (systém)

0 °C až +70 °C

Krytí

Čtecí hlava: IP40

Interface: IP20

* Přesnost systému je součet chyby dělení stupnice a chyby interpolace (SDE). Přesnost dělení je maximální rozdíl mezi úhlem změřeným jednou čtecí hlavou a skutečným otočením snímače po nanesení stupnice. Rušivé vlivy při aplikaci, např. výstřednost, nejsou zahrnuty.

Všechny podrobnosti viz katalogový list

 

Dokumenty ke stažení

Katalogové listy

Software

  • Diagnostický software TONiC™ verze 1.0 [en]

Uživatelská příručka

Jak systém funguje

Čtecí hlava TONiC je vybavena třetí generací unikátní filtrační optiky společnosti Renishaw, která zprůměruje podíl mnoha dílků stupnice a účinně odfiltruje nepravidelné prvky, jako jsou nečistoty. Odraz od stupnice s nominálně obdélníkovým průběhem vlny je také filtrován, aby na detektoru vzniklo čisté pole sinusových interferenčních proužků. Použitá struktura je dostatečně jemná na to, aby vytvořila fotoelektrický proud ve formě čtyř symetricky fázovaných signálů. Jejich kombinací jsou odstraněny stejnosměrné složky a vytvořeny výstupní sinusové a kosinusové signály s vysokou spektrální čistotou a nízkou odchylkou při zachování šířky pásma nad 500 kHz.

Kombinace plně integrované vyspělé dynamické úpravy signálů a funkcí Auto Gain , Auto Balance a Auto Offset Controls zaručuje velmi nízkou hodnotu chyby interpolace (SDE), typicky ± 30 nm.

Tato filtrační optika, kombinovaná s pečlivým výběrem elektroniky, poskytuje přírůstkové signály s velkou šířkou pásma pro dosažení maximální rychlosti 10 m/s. Zajišťuje minimální kolísání (jitter) signálu a šumu lepší než jiné snímače v této třídě. Interpolace probíhá podle algoritmu CORDIC uvnitř rozhraní TONiC Ti s verzemi s jemným rozlišením, které bylo dále rozšířeno o elektroniku potlačující šum pro dosažení kolísání (jitter) pouhých 0,5 nm RMS.

Optické schéma TONiC™ s poznámkami

Referenční značka IN-TRAC je plně integrována do přírůstkové stupnice a je detekována děleným fotodetektorem uvnitř čtecí hlavy. Jak je patrné z obrázku, dělený detektor referenční značky je zabudován přímo do středu detekční fotodiody, což zaručuje téměř dokonalou odolnost proti yaw-rozfázování. Získaný výstup referenční značky je obousměrně opakovatelný v rozsahu jednotky rozlišení při všech rychlostech. Toto jedinečné uspořádání rovněž těží ze standardního programu automatické kalibrace, který elektronicky fázuje referenční značku a optimalizuje dynamickou úpravu signálů.