Omiń nawigację

System przyrostowego przetwornika położenia TONiC™ UHV z liniałem liniowym RELM20

Właściwości

  • Wymiary głowicy: 35 x 13,5 x 10 mm
  • Rozdzielczość do 1 nm
  • Szybkość do 10 m/s
  • Wyjścia analogowe lub cyfrowe
  • Bardzo mały błąd cykliczny (SDE): typowo < ±30 nm
  • Optyczny znacznik odniesienia IN-TRAC

Korzyści

  • Bardzo wysoka próżnia (UHV)
  • Bardzo wysoka dokładność połączona z niemal zerową rozszerzalnością cieplną
  • Super miniaturowy przetwornik z dynamicznym dopasowaniem sygnału w celu uzyskania lepszych parametrów sterowania ruchem
  • Zestaw diagnostyczny do pomocy w wypadku wymagających instalacji oraz optymalizacji systemu
Przezroczysty pasek do banerów na witryny internetowe

Czym jest system TONiC UHV (do bardzo wysokiej próżni)?

TONiC UHV to wysokopróżniowa wersja superminiaturowego, bezdotykowego przetwornika położenia firmy Renishaw, który pozwala na uzyskanie lepszych parametrów sterowania ruchem.
System TONiC charakteryzuje się szybkością do 10 m/s, a w połączeniu z interfejsem Ti rozdzielczością do 1 nm, zarówno w zastosowaniach liniowych, jak i kątowych. Instalacja systemów TONiC jest szybka i prosta, charakteryzuje się dużą tolerancją konfiguracji, zaś kalibracja odbywa się przyciśnięciem przycisku. Dynamiczne przetwarzanie sygnału w systemie TONiC zapewnia poprawioną stabilność sygnału przy bardzo niskiej wartości błędu cyklicznego (SDE) (typowo < ±30 nm) w celu zapewnienia wyjątkowej skuteczności sterowania ruchem.

Czym jest liniał RELM20?

Liniał RELM20 o zakresie podziałki 20 µm jest wytwarzany ze stopu ZeroMet™ (stopu niklu z żelazem o niskiej rozszerzalności). 
Liniał o efektywności działania dorównującej liniałom szklanym o dużej rozdzielczości, ma całkowitą dokładność (w tym błędy liniowe i nieliniowe) lepszą niż ±1 μm na długości 1,5 m. Stop ZeroMet ma rozszerzalności współczynnik cieplnej 0,75 ±0,35 µm/m/°C w temperaturze 20°C.
Jako mocowanie konstruktorzy systemów mogą wybrać specjalną taśmę samoprzylepną przeznaczoną do bardzo wysokiej próżni lub zaczepy mechaniczne. Obie metody montażowe pozwalają na uzyskanie niezależnej rozszerzalności cieplnej względem podłoża.

Dlaczego wybiera się ten system przetwornika?

Bardzo wysoka próżnia (UHV)

Głowice TONiC UHV mają doskonałą wydajność standardowych głowic TONiC rozszerzoną o zastosowanie materiałów i procesów zgodnych z bardzo wysoką próżnią (UHV), co pozwala na jej zastosowanie w warunkach próżni nawet do 10 -10 tora.
Rodzina przetworników i akcesoriów TONiC UHV jest skonstruowana z materiałów i klejów odpowiadających wymaganiom zastosowań próżniowych w celu zapewnienia niskiego stopnia odgazowania i potwierdzonych „czystych” wyników analiz gazów resztkowych (RGA). Sprawia to, że nadaje się do zastosowań, jak np. w branży półprzewodników/testowania, przyrządów naukowych, spektroskopii, próżniowego sprzętu kontrolnego i wielu innych.

Łatwość obsługi

Liniał RELM20 wykonany ze stopu ZeroMet o niskim współczynniku rozszerzalności ma o wiele mniejszy przekrój poprzeczny niż typowe liniały szklane, zapewniając łatwość obsługi oraz instalowania bez ryzyka uszkodzenia. Dzięki temu nadaje się do zastosowań wymagających najwyższej precyzji.

Najwyższa niezawodność i parametry w miniaturowej konstrukcji

Aby zapewnić najwyższy poziom niezawodności, stałość parametrów działania, w głowicach TONiC stosuje się filtrujące układy optyczne trzeciej generacji, dostrojone do jeszcze niższego poziomu szumów (rozstrojenia). Obecnie dalsze udoskonalenia uzyskano dzięki wprowadzeniu dynamicznego przetwarzania sygnału, obejmującego funkcje automatycznej regulacji wzmocnienia (AGC) oraz automatycznej kontroli offsetów (AOC). Takie połączenie cech wewnątrz głowicy odczytowej zapewnia sygnały o niezrównanej czystości i ultra niskim błędzie podpodziałowym, równym tylko ±30 nm. Wynikiem tego jest bardziej płynne sterowanie szybkością dla zapewnienia lepszych parametrów skanowania i zwiększonej stabilności pozycjonowania, które z kolei pozwalają na zminimalizowanie gromadzenia się ciepła w silnikach pracujących w próżni. Te wszystkie tak ważne parametry dla zastosowań próżniowych osiągnięto w miniaturowej głowicy.

Szybsza i łatwiejsza instalacja

Dioda LED konfiguracji na głowicy wskazuje siłę sygnału, zaś opcjonalny zestaw diagnostyczny umożliwia zdalne kontrolowanie działania systemu, gdy głowica jest zamontowana na maszynie. Kalibracja znacznika odniesienia oraz sygnałów przyrostowych odbywa się naciśnięciem przycisku, bez żadnych regulacji mechanicznych ani dodatkowych narzędzi diagnostycznych. Optyczny znacznik odniesienia IN-TRACz możliwością wyboru przez klienta jest umieszczony na skali przyrostowej w celu zachowania niewielkich wymiarów i uproszczonego zestrojenia. Pozwala to na uzyskanie sygnału wyjściowego znacznika, który zapewnia powtarzalność odczytu w obu kierunkach w całym zakresie temperatury pracy i prędkości.

Opcje interfejsu

Interfejs TD (dwie rozdzielczości)

  • Wyjście kwadraturowe z możliwością wyboru dwóch rozdzielczości. Interfejs Ti (kwadrat)
  • Idealne rozwiązanie do zastosowań wymagających szybkich przemieszczeń połączonych z wyższą precyzją.

Interfejs DOP (dwa wyjścia)

  • Dwa sygnały wyjściowe jednocześnie: cyfrowy kwadraturowy i 1 Vpp.
  • Przeznaczony do zastosowań wymagających zsynchronizowania jednej lub więcej operacji z osią ruchu.Interfejs TONiC z dwoma wyjściami (DOP)

Opcjonalny zestaw diagnostyczny

Zestaw diagnostyczny TONiC™ (oprogramowanie i sprzęt)

Oprogramowania diagnostycznego TONiC można użyć do optymalizowania instalacji i konfiguracji przetworników położenia TONiC oraz umożliwienia szybkiej i kompleksowej kalibracji systemu. Oprogramowania należy używać w połączeniu ze sprzętem diagnostycznym TONiC, który można nabyć w firmie Renishaw, podając numer katalogowy A-9411-0011. Sprzęt jest zasilany kablem USB (dostarczanym w zestawie) z komputera lub z układu elektronicznego klienta.

Dowiedz się więcej o zestawie diagnostycznym TONiC.

Dane techniczne

Wzorzec pomiarowy

RELM20: liniał o wysokiej dokładności ze stopu ZeroMet ze znacznikiem odniesienia położenia środkowego

Dostępny również z końcowym znacznikiem odniesienia jako RELE20

Wymiary głowicy (dł. x szer. x wys.)

35 mm x 13,5 mm x 10 mm

Podziałka skali

20 μm

Współczynnik rozszerzalności cieplnej w temp. 20°C

0,75 ±0,35 μm/m/°C

Klasa dokładności przy 20°C

Certyfikat dokładności do ±1 μm, kalibracja zgodnie z międzynarodowymi normami

Znacznik odniesienia

Znacznik odniesienia IN-TRAC

Różne opcje położenia znacznika odniesienia, szczegółowe informacje można znaleźć w arkuszu danych technicznych

Wyłączniki krańcowe

Podwójne lub pojedyncze krańcówki (wybierane w momencie zamówienia)

Długość liniału

od 20 mm do 1,5 m

Szybkość maksymalna

Analogowy

Cyfrowy

(Szczegółowe informacje można znaleźć w arkuszu danych technicznych)

Do 10 m/s przy -3 dB

do 10 m/s

Błąd cykliczny (SDE)

Typowo < ±30 nm

Dynamiczna kontrola sygnału

dopasowanie sygnału w czasie rzeczywistym łącznie z automatyczną regulacją wzmocnienia (AGC) i automatyczną kontrolą offsetów (AOC) w celu zoptymalizowania parametrów podczas pracy

Sygnały przyrostowe

Analogowy

Cyfrowy


1 Vpp (okres 20 μm)

Rozdzielczość od 5 µm do 1 nm

Podłączenia elektryczne

Długości kabla 0,5 m, 1 m, 1,5 m, 3 m, 5 m i 10 m z minizłączem (służy do bezpośredniego podłączenia do interfejsu TONiC)

Zasilanie

5 V ±10%, <100 mA (system analogowy), <200 mA (systemy cyfrowe) (bez zakończenia)

Zużycie energii elektrycznej głowicy<100 mA

Drgania (podczas pracy)

maks. 100 m/s2przy 55 Hz do 2000 Hz

Wstrząsy (podczas spoczynku)

1000 m/s2, 6 ms, ½ sinusoidy

Temperatura pracy (system)

od 0 °C do +70 °C

Temperatura podgrzewania (podczas spoczynku)

120°C (tylko liniał i głowica)

Stopień ochrony

Głowica: IP20

Interfejs: IP20

Konstrukcja kabla

Pojedynczy ekran (oplot z cynowanej miedzi), izolacja żyły z FEP

Szczegółowe informacje można znaleźć w arkuszu danych technicznych.

 

Pliki do pobrania

Arkusze danych technicznych

Oprogramowanie

  • TONiC™ diagnostic software version 1.0 [en]

Podręcznik użytkownika

Działanie systemu

W głowicy TONiC zastosowano unikatowy, filtrujący układ optyczny firmy Renishaw trzeciej generacji, który określa średnią z większego obszaru liniału, i w efekcie pozostaje niewrażliwy na takie zakłócenia nieokresowe jak kurz. Filtrowany jest także nominalny prostokątny wzorzec liniału, aby uzyskać dla detektora czyste pole z prążkami w kształcie sinusoidy. Zastosowano tutaj złożoną strukturę sygnału, która jest na tyle efektywna, że produkuje fotoprądy w formie czterech sygnałów z symetrycznie uzgodnionymi fazami. Są one łączone w celu usunięcia składowej prądu stałego i wytwarzania sygnałów wyjściowych typu sinus/cosinus o widmowej czystości i niskim offsecie, dla pasma ponad 500 kHz.

W pełni wbudowane, zaawansowane dynamiczne dopasowanie sygnału, automatyczna regulacja wzmocnienia, automatyczne balansowanie, automatyczna kontrola offsetów zapewniają bardzo niski błąd cykliczny typowo < ±30 nm.

Zaawansowany układ optyczny w połączeniu ze starannie dobranym układem elektronicznym pozwalają na uzyskanie sygnałów przyrostowych w szerokim paśmie przy szybkości maksymalnej 10 m/s przy najniższym rozstrojeniu położenia (szumie) każdego przetwornika w swej klasie. Interpolacja odbywa się na podstawie algorytmu CORDIC w interfejsie TONiC Ti, zaś wersje o wysokiej rozdzielczości są wspierane przez dodatkowe układy redukcji szumu, pozwalając na uzyskanie rozstrojenia rzędu 0.5 nm (wartość średniokwadratowa).

Schemat układu optycznego TONiC™ z opisem

Znacznik odniesienia IN-TRAC jest wbudowany na skali przyrostowej; wykrywa go fotodetektor w głowicy. Jak widać na schemacie, fotodetektor znacznika odniesienia jest zamontowany bezpośrednio w środku liniowej matrycy fotodiod kanału przyrostowego, co zapewnia większą odporność na odchyłki w poziomie. Pozwala to na uzyskanie sygnału wyjściowego znacznika odniesienia, który zapewnia powtarzalność odczytu w obu kierunkach przy wszystkich prędkościach. Unikatowa konstrukcja umożliwia także wykonywanie automatycznej procedury kalibracyjnej, która w sposób elektroniczny ustawia fazę znacznika odniesienia i optymalizuje dynamiczne dopasowanie sygnału.