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光學尺常見問題

一般資訊

 可以使用哪些溶劑清潔光學尺及讀頭?

建議使用的清潔溶劑,需視使用的特定光學尺系統而定,詳情請參閱系統安裝指南

 是否可能取下膠帶光學尺並重複使用?

否。取下光學尺後,黏性背膠就無法再使用。此外若取下光學尺,也可能會對其造成損傷,或影響其量測效能。

 Renishaw 讀頭上接頭的針腳分配為何?

在可能情況下,Renishaw 會針對類比及數位輸出讀頭及介面使用的 15 向 D 型接頭,採用標準化的針腳分配。此外在可能情況下,其他接頭類型則採用業界標準針腳分配。如需瞭解 Renishaw 編碼器系統的所有針腳分配,請參閱系統安裝指南

 Renishaw 光學尺是使用公(插頭)接頭類型還是母(插槽)接頭類型?

一般來說,公接頭用於由光學尺輸出增量訊號的部分,母接頭則用於由光學尺接收增量訊號的部分(例如進入中間介面)。如需瞭解接頭類型及其為插頭或插槽,詳情請參閱系統安裝指南

 為何在具有時脈輸出的數位光學尺系統中,理論速度和可達成的最高速度之間有所差異?

對時脈輸出系統而言,Renishaw 將時脈頻率選項作為接收電子裝置的建議計數頻率。這比光學尺的實際時脈輸出頻率更高,因為其中加入了安全係數。這項安全係數可允許時脈振盪器公差、線路驅動器、纜線及線路接收器偏斜值、週期誤差 (SDE) 及抖動,而前述所有因素都會讓增量訊號的最小邊緣區隔,低於理論上完美系統的計算結果。

例如 20 MHz Ti TONiC™ 介面選項的實際時脈輸出為 15 MHz,讓 0.1 μm 解析度光學尺的最高速度達到 1.35 m/s。理論上,此系統的極速可達 1.5 m/s,然而由於上述理由,實際上不可能達到。

無論光學尺時脈輸出情況為何,類比訊號頻寬都會賦予極速上限。就 TONiC 系統而言,此項限制為 10 m/s。

 我怎麼知道光學尺是否正常運作?

光學尺在讀頭及/或介面內建設定 LED,可顯示讀頭是否通電,以及光學尺設定的品質。如需特定系統的詳細資訊,請參閱安裝指南

 讀頭纜線的內外護套要如何連接至單遮蔽延長線?

讀頭纜線的內護套必須連接至中間接頭內部的 0 V 線路,讀頭纜線的外護套則必須透過(金屬/導電)接頭外殼,連接至延長線的護套,如下圖所示。附註:外部護套應形成連續隔離,從接頭周圍的讀頭機身延續至客戶電子裝置。

連接單屏蔽延長線







1.讀頭

2.內護套

3.外護套

4.接頭

5.單遮蔽延長線

6.客戶電子裝置

7.輸出訊號

 讀頭纜線的撓曲壽命為何?

讀頭纜線類型的撓曲壽命,經測試可達 20 x 106 週期以上。
視纜線直徑而定,纜線撓曲壽命是以 20 或 50 mm 彎曲半徑進行測試。請參閱相關光學尺系統安裝指南

 Renishaw 讀頭纜線是否適合用於需要撓曲纜線的機器人應用?

若未超過讀頭纜線最小彎曲半徑(請參閱相關規格資料表),纜線就可達到最低 20,000,000 次運作的撓曲壽命。不過纜線並非設計用於需要旋轉(扭曲)整段長度的應用。並不建議彎曲或撓曲 UHV 讀頭纜線,因為這會對纜線造成損傷。

 什麼是「時脈輸出選項」?如何選擇正確的時脈頻率?

如果需要限制編碼器能夠輸出的最高頻率,就應使用「時脈輸出選項」。如果不限制輸出頻率,在超過最高輸入頻率時,接收電子裝置就會發生計數錯誤。對固定(或移動非常緩慢)的光學尺而言,如果可能迅速變更輸出狀態,這點就特別重要。選擇時脈輸出頻率時,應等於或小於接收電子裝置的最高輸入頻率。請注意,若選擇的時脈頻率遠低於輸入頻率,將造成光學尺最高速度降低。

 延長線不產生訊號失真的最大長度為何?

特定系統延長線長度資訊的詳細資訊,請參閱安裝指南

 Renishaw 光學尺的 MTBF(平均故障前時間)為何?

請參閱以下範例瞭解 RGH24/RGH25 讀頭可靠性: 

MTBF (M) = pt / n

其中:

p:已安裝的讀頭數量

t:平均運作長度

n:總計相關故障 

根據我們的記錄(每年的生產數據及故障資料),讀頭連續使用時的 MTBF 為 2,013 年。

如果實際舉例,假設客戶擁有 28 個三軸機台,已安裝的讀頭數量 (p) 就是 84。任何讀頭故障(亦即 n = 1)之間的平均間隔 (t),可將 MTBF 公式重新排列加以計算: 

t = Mn / p =(2,013 年 * 1)/ 84 = 約 24 年 

因此在總共 84 個讀頭每日 24 小時運作的情況下,客戶可預期大約每 24 年發生一次讀頭故障。

以上資訊並非保證產品可靠性,也不代表保固條件。

如需其他 Renishaw 光學尺系列的 MTBF 資料,請聯絡與您最近的 Renishaw 代表

 為何 Renishaw 建議使用基座黏性安裝表面外觀?

建議使用的黏合外觀,可讓黏膠適應更廣泛的極端溫度範圍,此外也可確保圓盤在基座安裝表面的位置正確無誤。

 我是否需要校正 Renishaw 光學尺系統?

ATOM™、TONiC™、VIONiC™ 及 QUANTiC™ 需要校正以確保最佳效能。

光學尺

 Renishaw 供應的光學尺類型範圍為何?

 請參閱我們的光學尺系統系列網頁。

 影響增量式光學尺刻距(週期)的因素為何?

Renishaw 增量式光學尺系統提供 20 µm 或 40 µm 光學尺刻距,視特定系統而定。(一般來說,較大的光學尺刻距可提供更寬裕的安裝公差及更高速度,較小的光學尺刻距則提供更高的解析度,以及更低的 SDE(細分誤差))。

 就角度編碼器而言,刻度精度、系統精度及安裝精度之間的差異為何?

刻度精度是指製造期間寫入環的光學尺刻度精度。

系統精度是指刻度精度加上讀頭週期誤差 (SDE)。

安裝精度是指光學尺安裝至工作軸後,客戶可預期達到的精度。其中將包括系統精度,不過也受到其他多項因素影響,主要是環/圓盤的偏心率。

對較小的環/圓盤而言,偏心率可能是影響安裝精度的最大因素。指定系統精度或安裝精度需視系統而定,不過在所有環校正認證中,都會顯示依據安裝指南詳述建議準則安裝時的一般安裝精度圖。如需應用上的建議,請洽詢距您最近的 Renishaw 代表

Renishaw 是否有生產與精細刻距光學尺一同運作的增量式光學尺系統?

Renishaw 生產 20 μm 或 40 μm 刻距的增量式光學尺。即使市面上有刻距更精細的光學尺系統,但這些系統不見得能提供更好的整體效能。刻距更精細的系統安裝難度可能更高,速度能力有限並且抗汙能力不佳。此外許多 Renishaw 光學尺系統具備效率佳的增量式訊號處理技術,精度與週期誤差 (SDE) 足以媲美刻距更精細的系統。

部分弧線應用應使用何種光學尺?

我們建議部分弧線應用使用 RKL 系列光學尺。RKL 光學尺纖薄有彈性,相較其他類型的鋼帶光學尺,不但可環繞部分弧線輕鬆安裝,也提供最佳的精度。

部分弧線應用應使用何種讀頭?

若是絕對式部分弧線應用,應使用相容於 RKLA 光學尺的 RESOLUTE 線性讀頭。
若是增量式部分弧線應用,可以使用 QUANTiCVIONiC 或 TONiC 部分弧線相容讀頭,或是 ATOM* 或 ATOM DX* 線性讀頭。讀頭的選擇視特定應用需求而定。

* 僅限 RKLF40-S 光學尺

部分弧線應用應使用何種安裝表面?

可以在所有金屬安裝表面使用 RKL 光學尺量測部分弧線,熱膨脹係數須介於 8 到 24 ppm/oC,例如鋁、鋼或鈦。如需其他材質的資訊,請洽詢當地 Renishaw 代表。

合規性 

 Renishaw 光學尺系統是否符合 RoHS 規範?

是,請參考我們的合規性證書

 Renishaw 光學尺系統是否使用衝突區域礦產?

請參考我們的合規性證書

 Renishaw 光學尺系統是否符合歐盟法規(CE 符合性聲明)?

是,請參考我們的合規性證書

絕對式

 相較於增量式光學尺,絕對式光學尺的優勢為何?

選擇絕對式而非增量式技術的關鍵理由之一,就是考量機台的啟動週期。安裝增量式光學尺的軸,一般必須尋找以定位參考原點,以建立基準或歸零位置。Renishaw 絕對式光學尺可於啟動時立即提供確切位置,軸無需進行任何移動。定位參考原點對多軸機台而言是一大問題,特別是在軸並非正交,或載荷敏感或脆弱的情況下。

絕對式光學尺通常不需要另一個光學尺系統進行馬達通訊。由於不需要運動判定絕對位置,因此可使用相同的光學尺進行運動回饋及馬達通訊。

最後,Renishaw 絕對式光學尺無需在速度/解析度之間做出取捨,而這通常是增量式軸效能受限的原因。位置可隨需提供,不必在快速移動的軸使用非常高的頻寬傳輸高解析度增量式訊號。例如 RESOLUTE 在移動速度高達 100 m/s 的軸上就能提供1 nm 解析度的回饋。使用增量式光學尺時,需要 100 GHz 的頻寬才能達到以上功能!

 RESOLUTE 光學尺系統是否支援 SSI 通訊協定?

RESOLUTE 並不支援 SSI。SSI 是非常簡單的序列通訊協定,不支援任何資料完整性檢查。RESOLUTE 則提供類似的通訊協定,也就是所謂的「BiSS-C 單向」。這項通訊協定幾乎一樣簡單,不過新增報告錯誤及警告資訊,並可保護位置資料避免因為 CRC(循環冗餘檢查)而損毀,排除軸運動不受控制的風險。

增量式

 VIONiC 和 TONiC 光學尺系列有什麼不同?

請參閱下面瞭解 Renishaw 增量超輕巧型產品的主要特色差異:


特性

VIONiC

TONiC

輸出

自 5 µm 至 20 nm 直接來自讀頭的數位解析度

僅限類比 1 Vpp。
RS422 連接到 Ti、TD 或 DOP 介面時,可達 5 μm 至 1 nm 的數位解析度

細分誤差

一般低於 ±15 nm

一般低於 ±30 nm

抖動 (RMS)

小至 1.6 nm

小至 0.7 nm

最高速度

12 m/s

10 m/s

 Renishaw 是否有生產與精細刻距光學尺一同運作的增量式光學尺系統?

Renishaw 生產 20 μm 或 40 μm 刻距的增量式光學尺。即使市面上有刻距更精細的光學尺系統,但這些系統不見得能提供更好的整體效能。刻距更精細的系統安裝難度可能更高,速度能力有限並且抗汙能力不佳。此外許多 Renishaw 光學尺系統具備效率佳的增量式訊號處理技術,精度與週期誤差 (SDE) 足以媲美刻距更精細的系統。

 CAL 和 AGC 有何功用?

CAL 為系統校正常式,是完成讀頭設定的必要元素,有助於增量和參考原點訊號的最佳化。校正設定儲存於本機記憶體,因此開啟電源後即可立即達到最佳效能。不同介面具有各自的校正程序。

Renishaw 高效能增量式光學尺系列採用 DC 光伺服;這是在光感測器維持平均反射光入射的控制迴圈,控制光學尺光源的驅動電流。DC 伺服可有效移除溫度變化效應、部分的光學尺污染物、光學尺反射變化及 IRED 老化等問題。

AGC(自動增益控制)系統是控制迴圈,量測增量式光學尺訊號的 AC 元件,並調整 DC 光伺服的目標。此系統可用來補償影響讀頭 AC 效能的因素,例如光學尺上的潤滑脂/指紋,可成功維持一致的 1 Vpp 輸出訊號振幅。AGC 功能可於必要時切換。

在任何情況下,只要光學尺系統的安裝經過最佳化,就能取得系統的最大效能(即最廣的動態範圍)。
CAL 及 AGC 於 QUANTiCVIONiCTONiCATOM 等系列產品提供。

 增量式光學尺訊號的位置(時間)延遲為何?

增量式光學尺系統的時間延遲取決於許多因素,包括輸出類型、光學平台、類比及數位電子平台、線路驅動器/接收器及走線設計/長度。以上數據雖然已知,但難以記錄,因此如需確切的應用建議,請洽詢距您最近的 Renishaw 代表

絕對式 - EVOLUTE™

 EVOLUTE 和 RESOLUTE 光學尺系列有什麼不同?

EVOLUTE 和 RESOLUTE 皆為 Renishaw 目前供應的 2 種絕對式光學尺系列。其技術規格的差異如下:

特性EVOLUTERESOLUTE
解析度50、100 或 500 nm1、5 或 50 nm
精度±10 µm/m±5 µm/m (RTLA)
SDE±150 nm±40 nm
抖動≤10 nm RMS≤10 nm RMS
安裝高度(公差)0.8 ± 0.25 mm0.8 ± 0.15 mm
偏擺角(公差)±0.75°±0.5°
俯仰角(公差)±0.5°±0.5°
翻轉角(公差)±0.5°±0.5°

EVOLUTE 系列的建議應用方式是什麼?

EVOLUTE 系列可為絕對式光學尺帶來獲得改良的安裝公差,使得安裝作業快速又容易,無需進行微調。因此,EVOLUTE 光學尺非常適合機器組裝時間相當重要的大量 OEM 應用;在這項應用中,安裝元件的過程所省下的時間可縮短製程的前置作業時間,從而帶來更高的獲利能力。

 EVOLUTE 系列支援哪些通訊協定?

EVOLUTE 光學尺支援 BiSS C、Mitsubishi(伺服驅動器 J4 系列和專用於工具機應用的 MDS-D2/DH2/DM2/DJ 驅動器)和 Yaskawa(Sigma-5 和 Sigma-7 SERVOPACK)序列通訊協定。

增量式 - QUANTiC™

QUANTiC 光學尺提供哪種光學尺?

QUANTiC 讀頭相容於具有雙向光學 IN-TRAC 參考原點的 RTLC40-S 不鏽鋼捲尺、FASTRACK™ RTLC40 軌道系統,以及 RESM40 旋轉(角度)環。

QUANTiC 系列的建議應用方式是什麼?

QUANTiC 專為製造商和系統整合商而設計,憑藉其極為寬廣的安裝公差,可同時兼顧超輕巧的外型與絕佳量測性能。因此,如果有平台製造商想要尋求具有航位推測潛力而且安裝簡易的系統,藉此減少安裝次數並增加產量,就非常適合應用 QUANTiC 光學尺。其他應用方式還包括多軸系統、半導體製造和需要長軸的應用。

進階診斷工具(ADT)有什麼優點?

QUANTiC 系列與 ADTi-100 和免費附贈的 ADT View 軟體相容,便於進行 QUANTiC 讀頭設定和校正例行程序的控制和監控,以及現場診斷和故障排除。軟體功能包括:增強圖型、訊號強度與位置關係圖自動產生、利薩如圖、DRO 輸出以及讀取頭間距指示。

深入瞭解請瀏覽 www.renishaw.com/adt

增量式 - VIONiC™

VIONiC 和 TONiC 光學尺系列有什麼不同?

請參閱下面瞭解 Renishaw 增量超輕巧型產品的主要特色差異:

特性

VIONiC

TONiC

輸出

自 5 µm 至 2.5 nm 直接來自讀頭的數位解析度

僅限類比 1 Vpp。

RS422 連接到 Ti、TD 或 DOP 介面時,可選擇 5 μm 至 1 nm 的數位解析度

細分誤差

一般低於 ±15 nm

一般低於 ±30 nm

抖動 (RMS)

小至 1.6 nm

小至 0.7 nm

最高速度

12 m/s

10 m/s

 VIONiC 讀頭有哪些光學尺可用?

VIONiC™ 讀頭可搭配最新型的 RTLC-S 不鏽鋼捲尺,以及雙向光學 IN-TRAC™ 參考原點、FASTRACK™/RTLC 軌道系統和 REXM 超高精度角度編碼器,此外還有現成的 RSLM 不鏽鋼光學尺、RELM 高精度低膨脹、高穩定度光學尺,以及 RESM 旋轉環。

 進階診斷工具(ADT)有什麼優點?

進階診斷工具(ADT)包含使用者軟體,可用來控制並且監控 VIONiC 和 QUANTiC 的設定和校準例行程序。新軟體功能包括:增強圖型、訊號強度與位置關係圖自動產生、利薩如圖、DRO 輸出以及讀頭間距指示。此設定工具配備進階的遠端校準功能,是安裝於工廠生產線的理想選擇。深入瞭解請瀏覽 www.renishaw.com/adt

 VIONiC 系列的建議應用方式是什麼?

VIONiC 在設計上將整體系統尺寸縮減到最小,但系統仍可維持高效能,同時在循環誤差 (SDE)、抖動和精度方面仍保持領先級的效能。VIONiC 的主要應用,為仰賴高控制器增益及大頻寬的線性馬達,以便盡可能縮短位置設定時間,並允許恆定速率運動。速率誤差是由不精確的光學尺輸出,經由控制增益放大而造成:VIONiC 向線性馬達設計人員提供最佳的全方位光學尺解決方案,因應速率(扭矩)漣波問題。其他可能的應用包括小型平移台、多軸平台、大型封裝 DDR 馬達、半導體、醫療,以及空間有限但對效能要求最高的各種應用。

增量式 - TONiC™

 TONiC 光學尺介面如何以機械方式連接至機台或控制機櫃?

TONiC 介面可以直接連接安裝在面板上、配備鎖定柱的 15 孔 D 型輸入插座,因為此插座在尺寸上和標準 15 針 D 型插頭相同。Renishaw 也可以供應簡單支架,以兩顆 M4 螺絲將 TONiC 介面連接至安裝表面。其零件編號為 A-9690-0015。

增量式 - ATOM DX™

ATOM DX 系列光學尺提供哪種光學尺?

ATOM DX 讀頭相容於 RTLF 不鏽鋼光學捲尺、RCLC 玻璃光學尺及 RCDM 旋轉 (角度) 玻璃盤。

ATOM DX 頂部出口版本的連接器為何?

ATOM DX 讀頭上的連接器為 10 向 JST,配對連接器為 10SUR-32S。

 是否供應頂部出口讀頭的纜線?

是,我們提供 15 向 D 型連接器或 10 向 JST (SUR) 連接器的纜線,共有 0.5、1、1.5 及 3 公尺等四種長度。零件編號詳細資料請參閱 ATOM DX 規格資料表

增量式 - ATOM™

 使用 ACi 介面時有哪些考量因素?

ACi 介面的設計是在客戶應用內部整合,並沒有外殼。為了確保良好效能,終端使用者必須提供適當遮蔽(以減少 RF 放射及易受性),並提供電氣及機械連接至纜線屏蔽。一般來說,遮蔽連接至 FG(現場接地)時的效能最佳。

 使用 ATOM 時有哪些因素會影響介面選擇?

使用 ATOM 讀頭時,許多因素都會影響您對介面的選擇。部分關鍵因素可能包括解析度、最高系統速度、SDE(細分誤差)或介面大小。下表比較以上因素。

 

介面類型

解析度
20 µm 系統 40 µm 系統

最高速度
20 µm 系統 40 µm 系統

SDE
20 µm 系統 40 µm 系統

介面尺寸(長 x 寬 x 高)

Ti

5 µm 至 1 nm

10 µm 至 2 nm

10 m/s

20 m/s

<±50 nm

<±100 nm

67 mm x 40 mm x 16 mm

Ri

5 µm 至 0.5 nm

10 µm 至 1 nm

10 m/s

20 m/s

<±100 nm

<±150 nm

52 mm x 40 mm x 16 mm

Ri

0.2 µm 至 50 nm

0.4 µm 至 0.1 nm

0.8 m/s

1.6 m/s

<±125 nm

<±220 nm

52 mm x 40 mm x 16 mm

ACi

1 µm 至 0.1 nm

2 µm 至 0.2 nm

6.5 m/s

13 m/s

<±100 nm

<±150 nm

25 mm x 25 mm x 9.5 mm

ACi

50 nm 至 10 nm

0.1 µm 至 20 nm

0.35 m/s

0.7 m/s

<±125 nm

<±220 nm

25 mm x 25 mm x 9.5 mm

 可成功校正 ATOM 的最短量測長度為何?

ATOM 可在軸行程 ±120 µm(即使在初步訊號位階非常低或非常高的情況下,可能需要多次傳送)條件下成功校正(包括參考原點)。

短的 (<50 mm) RTLF 纜線是否可穩固黏合至基板?

是的,在大多數實例中,只要空間足夠,RTLF 光學尺皆可穩固地直接黏貼在基材上。如需任何特定應用的進一步建議,請洽詢距您最近的 Renishaw 代表

 ATOM 的抗油漬污染能力有多高?

Renishaw 的 ATOM 和其他「光學濾波型」光學尺系統採用獨特的光學運作技術,可在一般潤滑脂或油漬污染環境作業。唯一的不良效應是降低增量訊號振幅,可利用 AGC 功能加以補償。

請參閱詞彙表,查詢此頁各項技術專業術語的定義。