Omiń nawigację

System absolutnego przetwornika położenia RESOLUTE™ z pierścieniem kąta obrotu (położenia kątowego) RESA30

Właściwości

  • Dostępne protokoły: BiSS®, DRIVE-CLiQ, FANUC, Mitsubishi, Panasonic, Yaskawa 
  • Wymiary głowicy: 36 x 16,5 x 17,2 mm
  • Rozdzielczość do 32 bitów/obr. przy 36000 obr./min
  • Dokładność systemu ±0,52–5,49 sekundy łukowej
  • Dostępne wersje do zastosowań próżniowych, z rozszerzonym zakresem temperatury pracy i bocznym wyprowadzeniem kabli

Korzyści

  • Niskoprofilowy pierścień o dużej średnicy wewnętrznej w celu łatwej instalacji
  • 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?

RESOLUTE 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 na świecie optycznym absolutnym przetwornikiem oferującym rozdzielczość 32 bitów przy szybkości 36000 obr./min. Jego bardzo niski błąd cykliczny (SDE) oraz szum (rozstrojenie) sprawiają, że jest to system przetwornika położenia kątowego lepszy od innych przetworników tej klasy.

Nagroda Queen's Award for Enterprise: Innovation 2015

 

Zwycięzca Queen’s Award for Enterprise 2015 w kategorii Innovation

Czym jest pierścień RESA30?

RESA30 jest jednoczęściowym pierścieniem ze stali nierdzewnej z naniesionym obwodowo kodem absolutnym. Dostępne są dwie wersje w szerokim zakresie średnic (od Ø52 mm do Ø550 mm). Pierścienie typu „A”, które charakteryzują się doskonałą dokładnością po zamontowaniu i mają stożkowy system mocowania eliminujący bicie osi obrotowej. Dostępne są też pierścienie typu „B” o niewielkiej masie i bezwładności. Oba typy pierścieni — „A” i „B” — mają dużą średnicą wewnętrzną w celu łatwej integracji. Bezdotykowy format eliminuje luzy wsteczne, skręcanie wału oraz inne mechaniczne błędy histerezy, na które są narażone tradycyjne przetworniki o budowie zamkniętej.

Dlaczego wybiera się ten system przetwornika?

Szybkie rozwiązywanie problemów i serwisowanie

Zaawansowane narzędzie diagnostyczne Advanced Diagnostic Tool zapewnia kompleksową obsługę sygnału sprzężenia zwrotnego. Można go użyć do pomocy podczas wymagających instalacji oraz przy diagnozowaniu usterek systemu. Umożliwia:

  • Zdalne wykonywanie funkcji kalibracji
  • Optymalizację sygnału na całej długości osi
  • Wskazanie pochylenia głowicy
  • Wskaźniki znaczników odniesienia i krańcowych
  • Zapewnia wyjścia odczytu cyfrowego DRO i krzywe Lissajous.

Doskonała efektywność sterowania ruchem

Wiodące w branży parametry przetwornika RESOLUTE 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 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 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 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

  • wymagany w wypadku protokołu DRIVE-CLiQInterfejs DRIVE-CLiQ do użytku z absolutnym optycznym przetwornikiem położenia RESOLUTE
  • dostępny także z dwoma wejściami głowic do systemów kąta obrotu o wysokiej dokładności
  • wyświetla alarmy dotyczące komunikacji
  • powielenie funkcji diody LED głowicy

  

W wypadku innych dostępnych protokołów nie jest wymagany żaden interfejs.

Opcjonalne zaawansowane narzędzie diagnostyczne Advanced Diagnostic Tool ADTi-100

Zaawansowane narzędzie diagnostyczne ADTi-100

System przetwornika położenia ATOM DX jest zgodny z zaawansowanym narzędziem diagnostycznym Advanced Diagnostic Tool ADTi-100 i oprogramowaniem ADT View. Zapewniają one pełne dane sprzężenia zwrotnego z przetwornika w czasie rzeczywistym, ułatwiając diagnostykę i obsługę bardziej wymagających instalacji. Intuicyjny interfejs oprogramowania umożliwia:

  • Zdalne wykonywanie kalibracji
  • Optymalizację sygnału na całej długości osi
  • Wskazanie znacznika odniesienia
  • Cyfrowy odczyt położenia przetwornika (względem liniału)
  • Monitorowanie prędkości na wykresie czasowym
  • Eksportowanie i zapisywanie danych
ProtokółOpisArkusz danych technicznychZgodne produkty
BiSS®

Firma Renishaw zapewnia wsparcie otwartego protokołu BiSS C (jednokierunkowego) dla przetworników absolutnych. BiSS jest bardzo szybkim protokołem komunikacji szeregowej, doskonałym dla osi dynamicznych, wymagających wysokich przyspieszeń, jedwabiście płynnego sterowania szybkością, wspaniałej powtarzalności w dwóch kierunkach oraz nieustępliwej jak skała stabilności pozycjonowania.
RESOLUTE z protokołem BiSS jest dostępny zarówno w wersjach przetwornika położenia liniowego, jak i kąta obrotu (położenia kątowego), zgodnych z szeroką gamą sterowników przemysłowych, napędów, urządzeń DRO oraz kart liczników dla komputerów PC.

RESOLUTE BiSS

Strona produktów zgodnych z protokołem BiSS

DRIVE-CLiQ

Przetwornik RESOLUTE z interfejsem 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 DRIVE-CLiQ

Nd.

FANUC

Przetwornik RESOLUTE z interfejsem szeregowym FANUC jest dostępny do zastosowań obrotowych i liniowych. Przetwornik RESOLUTE zapewnia liczne korzyści obrabiarkom o wysokiej efektywności, które współpracują ze sterownikami FANUC. Wyższa szybkość, odporna i niezawodnie czysta komunikacja szeregowa, doskonałe parametry obróbki kształtowej oraz większa sztywność serwomechaniczna. Ponadto, bezdotykowy format eliminuje luzy wsteczne, skręcanie wału oraz inne błędy histerezy, na które są narażone tradycyjne przetworniki o budowie zamkniętej.

RESOLUTE FANUC

Nd.

Mitsubishi

Przetwornik RESOLUTE z szeregowym interfejsem komunikacyjnym Mitsubishi jest dostępny w wersji obrotowej i liniowej. Przetwornik RESOLUTE jest zgodny z serwonapędami serii J4 oraz napędami MDS-D2/DH2/DM2/DJ do zastosowań obrabiarkowych.

RESOLUTE Mitsubishi

Nd.
PanasonicPrzetwornik RESOLUTE z szeregowym interfejsem komunikacyjnym Panasonic jest dostępny w wersji liniowej i obrotowej. Jest zgodny z napędami serii A5 i A6, a także pozwala na uzyskanie powtarzalnego sygnału sprzężenia zwrotnego o wysokiej rozdzielczości w celu lepszego sterowania serwonapędem i szybkością.RESOLUTE PanasonicNd.

Yaskawa

Przetwornik RESOLUTE z szeregowym interfejsem komunikacyjnym Yaskawa jest dostępny w wersji obrotowej i liniowej; jest zgodny ze wzmacniaczami SERVOPACK typu Sigma-5 i Sigma-7.

RESOLUTE Yaskawa

Nd.

Dane techniczne

Wzorzec pomiarowy

Dostępne są pierścienie jednoczęściowe, niskoprofilowe ze stali nierdzewnej z kodem 303/304, standardowe typu „A” o stożkowej średnicy wewnętrznej lub pierścienie typu „B” o niskiej bezwładności

Wymiary głowicy (dł. x szer. x wys.)

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

Podziałka skali

Nominalna 30 μm

Średnica zewnętrzna pierścienia

 od 52 mm do 550 mm

Współczynnik rozszerzalności cieplnej w temp. 20°C15,5 ±0,5 μm/m/°C

Dokładność systemu*

od ±5,49 do ±0,52 sekundy łukowej (zależnie od średnicy pierścienia)

Szybkość maksymalna

(Szczegółowe informacje można znaleźć w arkuszu danych technicznych)

 36000 obr./min (na pierścieniu 52 mm)

Protokoły

BiSS C, DRIVE-CLiQ**, FANUC, Mitsubishi, Panasonic i Yaskawa

Rozdzielczości

BiSS C: 18-bitowy, 26-bitowy i 32-bitowy

FANUC: 23-bitowy i 27-bitowy

Mitsubishi 2-przewodowy: 23-bitowy

Mitsubishi 4-przewodowy: 23-bitowy i 27-bitowy

DRIVE-CLiQ**: 26-bitowy i 29-bitowy

Yaskawa (serwosilniki obrotowe): 24-bitowy

Yaskawa (sterowanie w pętli zamkniętej): 23-bitowy, 26-bitowy i 30-bitowy

Błąd cykliczny (SDE)

±40 nm

Podłączenia elektryczne

Kable o długościach do 20 m, ze złączami typu D (9- lub 15-stykowe), luźny przewód połączeniowy, złącze zgodne ze standardem FANUC, LEMO i M12

Zasilanie

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

Drgania (podczas pracy)

maks. 300 m/s2 przy 55 Hz do 2000 Hz

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.

* Dokładność systemu to błąd podziałki plus błąd cykliczny (SDE). Dokładność podziałki to maksymalna różnica pomiędzy kątem zmierzonym przez pojedynczą głowicę, a rzeczywistym obrotem przetwornika (wskazaniem na skali). Nie są uwzględniane zakłócenia takie jak niewspółśrodkowość.

Inne protokoły są dodawane na bieżąco.

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

Pliki do pobrania

Arkusze danych technicznych

Podręcznik użytkownika

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 25 000 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.