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RESOLUTE™ 絕對式編碼器系統搭配 REXA30 旋轉(角度)環

特性

  • 可用的通訊協定:BiSS®、DRIVE-CLiQ、FANUC、Mitsubishi、Panasonic、Yaskawa
  • 讀頭尺寸:36 x 16.5 x 17.2 mm
  • 若速度為 8 500 rev/min,解析度高達 32 bits/rev
  • 安裝精度 ±1 弧秒
  • 提供了真空相容版、廣溫域版及側邊纜線插座版

優勢

  • 大截面環
  • 卓越的運動控制性能
  • 絕佳的抗汙能力
  • 寬廣的設定公差
  • RMS 抖動低於 10 nm,提升位置穩定性
  • ±40 nm 細分誤差,速度控制平穩
網站橫幅的透明修補程式

什麼是 RESOLUTE?

RESOLUTE 是真正絕對式精細刻距光學尺系統,該系統能夠抵擋汙物,其規格令人印象深刻,為位置回饋領域帶來新的突破。RESOLUTE™ 是世界上第一個能在 36 轉/分的轉速下,實現 32位元解析度的絕對式編碼器。旋轉編碼器系統具有超低 SDE 及抖動效果,遠勝同級所有編碼器。

英國女王企業獎:2015 年創新獎

 

此編碼器榮獲 2015 年英國女王企業創新獎。

什麼是 REXA30 環?

REXA30 為一體式不鏽鋼環,具有的 30 µm 刻矩絕對刻度直接標示於周圍。REXA30 擁有大截面,可將安裝錯誤減至最低,但偏心率例外,這種錯誤可使用 RESOLUTE 的雙讀頭平均值輕鬆補正。REXA30 的整體安裝精度高達 ±1 弧秒,具備零連接損失特性和絕佳的重複性。
REXA30 有多種尺寸可供選擇(Ø52 mm 至 Ø417 mm),全部均具備大內徑,可進行彈性整合。非接觸式格式能消除反向間隙、軸扭曲(扭轉)及其他傳統封閉式編碼器固有的機械遲滯錯誤。

為何選擇此編碼器系統?

高抗污能力

相較於其他光學尺技術,RESOLUTE 編碼器系統有許多元素共同造就高抗汙能力。RESOLUTE 使用尖端 DSP(數位訊號處理器)分析由客製化影像感測器擷取的資料;此感測器專為此應用所設計。複雜的演算機制在 DSP 中運作,克服油漬或油脂的汙痕引起的光散射效應,導致其他編碼器故障。客製化點源 LED 變更閃爍持續時間,為所有可能的移動速度提供最佳信號完整度。絕對式編碼模式內含大量冗餘量,因此在光學尺因微粒狀物質汙污染而局部變得模糊的部分,RESOLUTE 仍能正常運作。

卓越的運動控制性能

精密、可靠和創新運作原理賦予 RESOLUTE 領先業界的性能。更重要的是,此系統使用單軌非重複「條碼」光學尺格式,標稱刻距為 30 µm在此精密光學設計下,RESOLUTE 讀頭能捕捉幾近瞬間的光學尺影像,分析時也能在 100m/s 的速度下辨識特定位置。系統允許的位置辨識解析度高達 1nm(十億分之一公尺),不僅雜訊低(抖動低於 10 nm RMS),且SDE(細分誤差,即光學尺一個週期內的誤差)也只有 ±40 nm。這項優異的表現提供編碼器絕佳的回饋保真度,確保平順的速度控制與可靠的定位穩定性。

寬廣的設定公差

RESOLUTE 不採用傳統集軌並列技術(一個增量、一個絕對),因為這種技術只要發生些許角度準直調整錯誤,就會產生移相問題。對此,RESOLUTE 絕對式編碼器改採單軌絕對光學尺設計,將絕對位置和嵌入式相位資訊結合成單一編碼。此技術賦予 RESOLUTE 更寛廣的設定公差(偏擺公差 ±0.5°)以利快速安裝,即使運動軸在一些時間後發生沈降或移位,也能展現優異的長期穩定性。讀頭內建一個設定用的 LED 指示燈,可進一步協助安裝和診斷。

介面選項 

DRIVE-CLiQ 介面

  • 此為 DRIVE-CLiQ 通訊協定必備介面搭配RESOLUTE真正絕對式光學編碼器使用的DRIVE-CLiQ介面
  • 此介面亦提供適用於高精度旋轉系統的雙頭輸入
  • 顯示通訊警報
  • 重複讀頭 LED

  

不需要介面即可使用有提供的其他通訊協定。

通訊協定說明規格資料表相容產品
BiSS®

Renishaw 於其絕對式編碼器支援 BiSS C(單向)開放來源通訊協定。BiSS 為高速序列通訊協定,常用於需要高加速度、平順速度控制、優異雙方重複性和可靠定位穩定性的動態軸。
RESOLUTE 線性及旋轉(角度)編碼器版本皆支援 BiSS ,兩者皆相容於多種符合產業標準的控制器、驅動器、DRO 及 PC 計數卡。

RESOLUTE BiSS

BiSS 相容產品頁

DRIVE-CLiQ

RESOLUTE 搭配 Siemens DRIVE-CLiQ 介面用於線性及旋轉應用。DRIVE-CLiQ 為功能強大的創新通訊介面,可連接編碼器與使用 SINUMERIK 和 SINAMICS 驅動元件的直接量測系統。

RESOLUTE DRIVE-CLiQ

N/A

FANUC

RESOLUTE 具備 FANUC 串列介面,適用於旋轉及線性應用。RESOLUTE 為使用 FANUC 控制器的高性能工具機。更高的速度、可靠耐用的全串列通訊、優異的輪廓加工性能及更佳的伺服剛性。此外,非接觸式格式能消除反向間隙、軸扭曲(扭轉)及傳統封閉式編碼器令人困擾的其他遲滯錯誤。

RESOLUTE FANUC

N/A

Mitsubishi

RESOLUTE 具備 Mitsubishi 串列通訊介面,可採用旋轉及線性格式。RESOLUTE 能與 J4 伺服驅動器系列相容,在工具機應用方面則能與 MDS-D2/DH2/DM2/DJ 驅動器相容。

RESOLUTE Mitsubishi

N/A
PanasonicRESOLUTE 具備 Panasonic 串列通訊介面,可採用線性與旋轉格式。RESOLUTE 與 A5 和 A6 驅動器系列相容,提供高解析度重複回饋,帶來更佳的伺服及速度控制。RESOLUTE PanasonicN/A

Yaskawa

RESOLUTE 搭配 Yaskawa 序列通訊介面可採用旋轉及線性型態,並相容於 Sigma-5 與 Sigma-7 SERVOPACK。

RESOLUTE Yaskawa

N/A

技術規格

量測標準

一體式超高精度絕對編碼不鏽鋼環

讀頭尺寸(長 x 寬 x 高)

36 mm x 16.5 mm x 17.2 mm

光學尺柵距

標稱為 ±30 μm

熱膨脹係數(20 °C 時)15.5 ±0.5 μm/m/°C

環外徑

52 mm 至 417 mm

整體安裝精度(含 2 個讀頭)

(直徑 ≥100 mm)±1 弧秒

(直徑 75 mm)±1.5 弧秒

(直徑 ≤57 mm)±2 弧秒

最高速度

(如需詳細資訊,請參閱規格資料表)

8 500 rpm(52 mm 環)

通訊協定†

BiSS C、DRIVE-CLiQ**、FANUC、Mitsubishi、Panasonic 及 Yaskawa

解析度

BiSS C:18 位元、26 位元及 32 位元

FANUC:23 位元及 27 位元

Mitsubishi 2 線:23 位元

Mitsubishi 4 線:23 位元及 27 位元

DRIVE-CLiQ**:26 位元及 29 位元

Yaskawa (旋轉伺服馬達):24 位元

Yaskawa (全封閉迴路控制):23 位元、26 位元及 30 位元

細分誤差 (SDE)

±40 奈米

電氣接線

長達 20 m 纜線長度搭配 D 型連接器(9 針腳或 15 針腳)、飛線、FANUC 相容連接器、LEMO 及 M12

電源

5 V ±10%、250 mA @ 5 V(終端未連接)

振動(操作)

於 55 Hz 至 2 000 Hz 範圍達到最高速 300 m/s2

衝擊(非操作)

1000 m/s2、6 ms、½ 正弦

操作溫度

0 °C 至 +80 °C

防護等級

IP64

如需完整的詳細資訊,請參閱規格資料表。

未來將持續新增其他通訊協定。

**若要瞭解 DRIVE-CLiQ 規格,請參閱 RESOLUTE DRIVE-CLiQ 規格資料表。

下載

規格資料表

白皮書

技術圖面

工作原理

RESOLUTE 透過各種符合產業標準的通訊協定,以專屬或開放標準純序列格式進行雙向通訊。 

RESOLUTE™ 編碼器光學配置附註解

製程開始......

控制器在啟動操作時會將需求訊息傳送至讀頭,指示讀頭瞬間捕捉線性或旋轉光學尺上的絕對位置。讀頭以高功率 LED 光源閃爍照亮光學尺的方式做出回應。閃光只持續 100 ns,以免在活動軸上產生模糊影像。更重要的是,閃光時機控制在幾 ns 之內,以確保所需位置與回報位置的關係,這項不可或缺的特性,使 RESOLUTE 成為符合運動系統超高規格要求的理想選擇。 

 

 

單軌光學尺

此光學尺基本上是一種具備全寬對比線的單軌光學尺,標稱週期 30 µm。不採用多軌並列設計反而賦予此光學尺重要的防偏擺誤差能力,頭部位置的側向公差也有所改善。

取得影像

光學尺透過非球面鏡成像於專為 RESOLUTE 設計的客製化感測器陣列上,該非球面鏡可將失真程度減至最低。此光學尺採折疊光路與直接成像設計,輕巧且穩定,確保精密量測所需的保真度。

資料解碼與分析

感測器捕捉的影像透過類比轉數位轉換器(ADC),轉送至功能強大的數位訊號處理器(DSP)。接著由特別開發的演算法從嵌入光學尺的編碼中,擷取真正絕對但相對粗略的位置。此過程中 DSP 內的其他演算法,利用光學編碼內的冗餘與故意限制進行檢驗與矯正。在此同時,其他常式計算超高解析度精密位置,此位置接著與粗略位置結合,提供真正絕對的超高解析度位置。

最後檢查與資料輸出

完成最後錯誤檢查程序後,此資訊會透過適當的通訊協定以純序列文字上傳至控制器,位置解析度精細至 1 nm 以內。循環冗餘檢查(CRC)功能提供防電氣雜訊干擾保護。整個過程在幾微秒內完成,每秒可重複多達 25 000 次。在各種技術(包括配合軸速調整閃光持續時間)的支援下,即使在 100 m/s 的速度下也能呈現如此優異的表現,而更重要的則是能在低操作速度下展現極低的定位抖動。

結果...

具備寬廣安裝公差的編碼器:RESOLUTE 的偏擺角、俯仰角及翻轉角為 ±0.5°,安裝高度為絕佳的 ±150 µm。此外,寬廣的光學覆蓋區與先進的錯誤矯正程序賦予優異的抗光汙染能力,包括微粒物質和油汙。此編碼器具備上述優點,且在速度為 100 m/s 時保持在 1 nm 的解析度:RESOLUTE 是面對最艱難絕對挑戰時的唯一選擇。