Omiń nawigację

System absolutnego przetwornika położenia RESOLUTE™ FS z liniałem liniowym RTLA30-S

Właściwości

  • Dostępne protokoły: DRIVE-CLiQ
  • Wymiary głowicy: 36 x 16,5 x 17,2 mm
  • Rozdzielczość do 1 nm przy 100 m/s
  • Dokładność ±5 µm/m w temperaturze 20°C
  • Współczynnik rozszerzalności cieplnej liniału w temp. 20°C: 10,1 ±0,2 µm/m/°C
  • Certyfikat zgodnie z normami:
    ISO 13849:2015 PLd
    IEC 61508:2010 SIL2
    IEC 61800-5-2:2007 SIL2

Korzyści

  • Wygoda liniału taśmowego oraz niezrównana odporność
  • Doskonała efektywność sterowania ruchem
  • Wyjątkowo wysoka odporność na zanieczyszczenia
  • Szerokie tolerancje ustawień
  • Wartość średniokwadratowa (RMS) szumu (rozstrojenia) poniżej 10 nm w celu poprawienia stabilności pozycjonowania
  • Błąd cykliczny wynoszący ±40 nm zapewniający płynne sterowanie szybkością

Przezroczysty pasek do banerów na witryny internetowe

Czym jest system RESOLUTE FS?

RESOLUTE FS (z funkcją bezpieczeństwa) to system absolutnego przetwornika optycznego o dużej rozdzielczości, który charakteryzuje się wspaniałą odpornością na zabrudzenia i ma imponujące parametry techniczne. Otwiera on nowe możliwości w dziedzinie położeniowego sprzężenia zwrotnego. Jest pierwszym w świecie absolutnym przetwornikiem oferującym rozdzielczość 1 nm przy szybkościach do 100 m/s. Jego bardzo niski błąd cykliczny (SDE) oraz szum (rozstrojenie) sprawiają, że jest to system przetwornika położenia kątowego lepszy od innych przetworników tej klasy. Ma certyfikat SIL2 i PLd, dzięki czemu można go używać w zastosowaniach związanych z funkcjami bezpieczeństwa.

Nagroda Queen's Award for Enterprise: Innovation 2015

 

Absolutny przetwornik położenia RESOLUTE z podziałką 30 µm, zwycięzca Queen’s Award for Enterprise 2015 w kategorii Innovation

Czym jest liniał RTLA30-S?

RTLA30-S to niskoprofilowy liniał taśmowy ze stali nierdzewnej z naniesionym kodem absolutnym o rozdzielczości 30 µm. Dokładność do ±5 µm/m, dostępny w długościach do 21 metrów. Liniał RTLA30-S układa się na podłożu przy użyciu samoprzylepnego podkładu. Konstrukcja taśmy samoprzylepnej pozwala na rozdzielenie rozszerzalności cieplnej liniału względem podłoża.
Aby zakończyć instalację, wystarczy przymocować liniał taśmowy zaciskami w jednym punkcie, aby ustalić położenie bazy wymiarowej.

Dlaczego wybiera się ten system przetwornika?

Certyfikat bezpiecznej pracy

RESOLUTE FS to system absolutnego optycznego przetwornika położenia z certyfikatami zgodności z następującymi normami bezpieczeństwa pracy:

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

Niektóre funkcje bezpieczeństwa maszyn, jak np. bezpiecznie ograniczona prędkość (SLS), wymagają zastosowania sygnału sprzężenia zwrotnego z przetwornika położenia, który musi być bezpieczny funkcjonalnie. Wykorzystanie systemu przetwornika położenia, który ma już certyfikat pozwalający na użycie w tych zastosowaniach, w znaczący sposób ułatwia proces certyfikacji całej maszyny. Dzięki zastosowaniu tych zaawansowanych funkcji bezpieczeństwa maszyn producenci mogą wytwarzać bezpieczniejsze maszyny o bardziej zaawansowanych funkcjach, które pozwalają na skrócenie czasu przygotowania do pracy i przestoju maszyny.

Doskonała efektywność sterowania ruchem

Wiodące w branży parametry przetwornika RESOLUTE FS są wynikiem wyrafinowanej, niezawodnej oraz innowacyjnej zasady działania. W systemie zastosowano format skali w postaci jednego toru niepowtarzalnego „kodu kreskowego” o podziałce nominalnej 30 µm. Dzięki zaawansowanej konstrukcji układu optycznego głowica RESOLUTE FS odczytuje prawie natychmiastowy obraz tej skali, który — po przeanalizowaniu — pozwala na zidentyfikowanie unikatowej pozycji przy prędkości do 100 m/s. System pozwala na wyznaczenie pozycji z rozdzielczością 1 nanometra (1 miliardowa część metra) przy znacząco niskim poziomie szumu (rozstrojenie średniokwadratowe do 10 nm) oraz błędzie SDE (błąd cykliczny, błąd okresu podziałki skali) równym ±40 nm. Gwarantuje to wysoki poziom ufności sygnału sprzężenia zwrotnego przetwornika, co zapewnia lepszą kontrolę skanowania i prędkości oraz nieustępliwą jak skała stabilność pozycjonowania.

Szerokie tolerancje ustawień

RESOLUTE FS nie opiera się na konwencjonalnej technice wykorzystującej dwa tory obok siebie (jeden przyrostowy, jeden absolutny), które z natury powodują problemy związane z rozstrojeniem uzgodnienia fazy, kiedy występują małe braki zestrojenia kątowego. Natomiast ten absolutny przetwornik położenia cechuje jeden tor, absolutna skala optyczna, połączenie zarówno bezwzględnego położenia i informacji na temat fazy w jeden pojedynczy kod. Technologia ta zapewnia RESOLUTE FS znacznie szersze tolerancje ustawiania (odchylenie w poziomie ±0,5°) dla szybkiej i łatwej instalacji oraz znakomitej długoterminowej niezawodności, nawet jeżeli z upływem czasu nastąpi osiadanie lub przesuwanie osi przemieszczeń. Aby wspomóc instalację i diagnostykę, na głowicy znajduje się zintegrowany układ konfiguracyjny z diodami LED.

Opcje interfejsu 

Interfejs DRIVE-CLiQ

  • Interfejs DRIVE-CLiQ do użytku z absolutnym optycznym przetwornikiem położenia RESOLUTE Wymagany w wypadku protokołu DRIVE-CLiQ
  • Dostępny także z dwoma wejściami głowic do systemów kąta obrotu o wysokiej dokładności
  • Wyświetla alarmy dotyczące komunikacji
  • Powielenie funkcji diody LED głowicy

Protokół

ProtokółOpisArkusz danych technicznychZgodne produkty

DRIVE-CLiQ

Przetwornik RESOLUTE FS z interfejsem szeregowym DRIVE-CLiQ firmy Siemens jest dostępny do zastosowań obrotowych i liniowych. DRIVE-CLiQ to innowacyjny, rozbudowany interfejs komunikacyjny do łączenia przetwornika z systemami pomiarów bezpośrednich z elementami napędów SINUMERIK i SINAMICS.

RESOLUTE FS DRIVE-CLiQ

Nd.

Dane techniczne

Wzorzec pomiarowy

Liniał taśmowy ze stali nierdzewnej z naniesioną skalą absolutną, z samoprzylepnym podkładem, do montażu bezpośrednio na podłożu

Wymiary głowicy (dł. x szer. x wys.)

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

Podziałka skali

Nominalna 30 μm

Współczynnik rozszerzalności cieplnej w temp. 20°C

10,1 ±0,2 μm/m/°C

Klasa dokładności przy 20°C

±5 µm/m

Długość liniału

Do 17,18 m z rozdzielczością 1 nm i do 13,42 m z rozdzielczością 50 nm

Szybkość maksymalna

(Szczegółowe informacje można znaleźć w arkuszu danych technicznych)

100 m/s

Protokoły*

DRIVE-CLiQ†      

Rozdzielczości

DRIVE-CLiQ†: rozdzielczości 50 nm i 1 nm

Błąd cykliczny (SDE)

±40 nm

Podłączenia elektryczne

Kabel o długości do 9 m i złącze M12 do interfejsu DRIVE-CLiQ

Zasilanie

5 V ±10%, maks. 250 mA przy 5 V (z zakończeniem)

Drgania (podczas pracy)

maks. 300 m/s2przy 55 Hz do 2000

Wstrząsy (podczas spoczynku)

1000 m/s2, 6 ms, ½ sinusoidy

Temperatura pracy

od 0 °C do +80 °C

Stopień ochrony

IP64

Szczegółowe informacje można znaleźć w arkuszu danych technicznych.

*Inne protokoły są dodawane na bieżąco.

Dane techniczne DRIVE-CLiQ można znaleźć w arkuszu danych technicznych.

Pliki do pobrania

Arkusze danych technicznych

Instrukcja instalacji oraz podręcznik bezpieczeństwa

Publikacje

Rysunki techniczne

Działanie systemu

RESOLUTE komunikuje się dwukierunkowo w czystym formacie szeregowym, korzystając z przemysłowych protokołów, przy czym dostępne są zarówno wersje „firmowe”, jak i otwarte. 

Schemat układu optycznego przetwornika RESOLUTE™ z opisem

Proces zaczyna się...

Sterownik rozpoczyna działanie, wysyłając komunikat żądania do głowicy, wydając polecenie zebrania danych aktualnego położenia absolutnego na skali liniowej lub kątowej. Głowica odpowiada, wyzwala błysk diody LED o wysokiej mocy w celu oświetlenia skali. Czas trwania błysku wynosi 100 ns w celu zminimalizowania rozmazania obrazu na osiach ruchomych. Ważny aspekt — synchronizacja czasowa błysku — jest sterowana w ciągu kilku nanosekund w celu zachowania relacji między pozycją żądaną i zgłoszoną. Jest to jedna z podstawowych cech, które powodują, że przetwornik RESOLUTE doskonale nadaje się do zastosowań o bardzo wysokich parametrach przemieszczeń. 

 

 

Skala z jednym torem

Skalą jest jeden tor z naniesionymi kontrastowymi liniami pełnej szerokości o okresie nominalnym 30 µm. Brak równoległych torów zapewnia odporność na błędy odchylenia w poziomie oraz o wiele większą tolerancję poprzeczną w pozycji głowicy.

Przechwytywanie obrazu

Obraz skali jest pobierany na przetwornik obrazu — specjalnie opracowany do serii RESOLUTE — przez soczewkę asferyczną, która minimalizuje zniekształcenia. Układ optyczny, ze składanym torem oświetlenia i bezpośrednim obrazowaniem, ma niewielkie wymiary i jest stabilny, zapewniając w ten sposób jakość ważną w uzyskaniu doskonałych parametrów pomiarowych.

Dekodowanie i analiza danych

Przechwycony przez detektor obraz jest przekazywany przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) do wydajnego procesora sygnałowego DSP. Na podstawie dedykowanych algorytmów uzyskuje się rzeczywiste absolutne, choć względnie zgrubne położenie na podstawie kodu naniesionego na skalę. Proces jest kontrolowany, a poprawki są wprowadzane przez kolejne algorytmy procesora sygnałowego DSP, które wykorzystują redundancję i celowe ograniczenia w kodzie skali. W międzyczasie inne procedury obliczają dokładne położenie z wysoką rozdzielczością, które jest kolejno łączone ze zgrubnym położeniem w celu zapewnienia rzeczywiście absolutnego położenia z wysoką rozdzielczością.

Kontrole końcowe i wyprowadzenie danych

Po końcowej kontroli błędów te informacje są przesyłane za pomocą właściwego protokołu do sterownika jako „czyste” słowo szeregowe reprezentujące położenie z dokładnością do 1 nm. Funkcja cyklicznej kontroli nadmiarowej (CRC) jest dodatkowym zabezpieczeniem przed zakłóceniami elektrycznymi. Cały proces trwa tylko kilka mikrosekund i można go powtarzać do 25000 razy w ciągu sekundy. Dzięki różnorodnym technikom, łącznie z dopasowaniem czasu trwania błysku światła do prędkości osi, te parametry można osiągać przy prędkości do 100 m/s, przy — co jest najważniejsze — zachowaniu wyjątkowo niskiego szumu (rozstrojenia) przy niższych prędkościach roboczych.

Zaś w wyniku uzyskujemy...

Przetwornik położenia dzięki szerokim tolerancjom instalacyjnym: Głowica RESOLUTE charakteryzuje się tolerancją na odchylenie z poziomie, w pionie i przechył równą ±0,5° oraz doskonałą tolerancję wysokości przesuwu równą ±150 µm. Doskonałe parametry układu optycznego i zaawansowane procedury korekcji błędów zapewniają wysoką odporność na zanieczyszczenia toru optycznego, zarówno przez ciała stałe, jak i smugi oleju i smaru. A to wszystko przy zachowaniu rozdzielczości 1 nm przy prędkości 100 m/s: przetwornik RESOLUTE to rozwiązanie do pomiarów położenia absolutnego w najcięższych warunkach.