Přeskočit navigaci

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

Charakteristické vlastnosti

  • Rozměry čtecí hlavy: 35 × 13,5 × 10 mm
  • Rozlišení až 1 nm
  • Rychlost až 3673 ot/min
  • Analogové nebo digitální výstupy
  • Mimořádně nízká hodnota chyby interpolace (SDE): typicky ± 30 nm
  • Optická referenční značka IN-TRAC

Výhody

  • Ultravysoké vakuum (UHV)
  • Masívní prstenec s instalovanou přesností ±1 úhlová vteřina
  • Vysoce kompaktní čtecí hlava snímače s dynamickou úpravou signálu pro dokonalejší řízení pohybu
  • Diagnostická sada je nástroj užitečný při problematických instalacích a pro optimalizaci nastavení systému.
Transparent patch for website banners

Co je TONiC UHV?

TONiC UHV přináší mimořádně kompaktní bezkontaktní odměřovací systém společnosti Renishaw do aplikací pro ultra vysoké vakuum, který nabízí zákazníkům zdokonalené řízení pohybu.
TONiC umožňuje odměřování polohy při rychlosti až 10 m/s. V kombinaci s rozhraním Ti umožňuje rozlišení až 1 nm pro lineární i pro 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 REXM?

REXM je prstencová stupnice z jednoho kusu nerezové oceli s dělením inkrementální stupnice 20 µm, označeným přímo na obvodu, opatřená optickou referenční značkou IN-TRAC™. Její větší průřez umožňuje snížit všechny instalační chyby, včetně házivosti, které lze snadno korigovat pomocí DSi (Dual Signal Interface) a dvou čtecích hlav. Vyznačuje se celkovou instalovanou přesností až ±1 úhlová vteřina, nulovými vazebními ztrátami a mimořádnou opakovatelností.
REXM se dodává v široké škále rozměrů (Ø 52 mm až Ø 417 mm) a hustot rastru. Všechny verze se vyznačují velkým vnitřním průměrem prstence, který usnadňuje zástavbu. 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?

Ultravysoké vakuum (UHV)

Čtecí hlavy TONiC UHV mají standardní vynikající vlastnosti hlav TONiC. V jejich konstrukci jsou však použity materiály a postupy vhodné do prostředí UHV, díky čemuž jsou vhodné do podmínek UHV až do 10 -10 Torr.
Řada snímačů TONiC UHV a příslušenství k nim je vyrobena z materiálů a lepidel odolných vůči podtlaku, jejichž charakteristickým rysem je nízký stupeň uvolňování plynů a ověřená analýza čistých zbytkových plynů (RGA), díky čemuž jsou vhodné pro řadu aplikací, včetně manipulace a testování křemíkových čipů, vědeckých přístrojů, spektroskopie, zařízení pro kontrolu vakua a mnoha dalších.

Extrémně vysoká instalovaná přesnost

REXM se dvěma čtecími hlavami TONiC a rozhraním TONiC DSi (Dual signal interface) nabízí špičkové metrologické vlastnosti, mimořádnou opakovatelnost, nulové vazební ztráty a celkovou přesnost lepší než ±1 úhlová vteřina. REXM se vyznačuje masívním profilem, který minimalizuje všechny montážní chyby včetně házivosti, kterou lze snadno korigovat pomocí kombinovaného výstupu dvou čtecích hlav TONiC. Jakmile jednou DSi eliminuje excentricitu, zbývají již pouze chyba dělení a SDE, které jsou obě velice malé.

Dokonalá spolehlivost a výkon při kompaktních rozměrech

Aby byla zajištěna maximální spolehlivost a konzistentní výkon, jsou snímací hlavy TONiC vybaveny filtrační optikou třetí generace, vyladěnou na nižší šum (jitter) a dále obohacenou o dynamické zpracování signálu včetně funkcí automatického řízení zesílení (Auto Gain Control) a automatického řízení korekce (Auto Offset Control). Tato kombinace – vše je zahrnuto do čtecí hlavy – poskytuje bezkonkurenčně čisté signály s velmi nízkou chybou interpolace (SDE) pouze ± 30 nm. Výsledkem je plynulejší řízení rychlosti pro lepší výkon při skenování a vyšší polohovou stabilitu, což napomáhá minimalizovat generován tepla motory uvnitř vakua; to jsou důležité parametry kompaktní hlavy pro vakuové aplikace.

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 REXM (prstenec REXT 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

REXM: jednodílný vysoce přesný prstenec z nerezové oceli

Dodává se také pro aplikace částečného otočení jako REXT.

Rozteč stupnice

20 μm

Rozměry čtecí hlavy (DxŠxV)

35 mm x 13,5mm x 10mm

Vnější průměr kroužku

52 mm až 417 mm

Počet impulzů

8192 až 65 536 (v závislosti na velikosti kroužku)

Referenční značka

REXM: prstenec s jednou referenční značkou IN-TRAC

REXT: se dvěma referenčními značkami pro aplikace částečného otočení

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

Analogové

Digitální

(Podrobnosti viz katalogový list)

3673 ot./min při –3 dB (na REXM 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)

Spotřeba čtecí hlavy<100 mA

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

Vypalovací teplota (neprovozní)

120 °C (pouze čtecí hlava a měřítko)

Krytí

Čtecí hlava: IP20

Interface: IP20

Konstrukce kabelu

Jednožilový spletený z pocínované mědi, FEP izolace jádra

Všechny podrobnosti viz katalogový list

Dokumenty ke stažení

Katalogové listy

Instalační příručky

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.