RESOLUTE™ 絕對式光學尺系統搭配 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
- 選購的進階診斷工具 (ADT)
何謂 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光學尺。旋轉光學尺系統具有超低 SDE 及抖動效果，遠勝同級所有光學尺。
此光學尺榮獲 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）及其他傳統封閉式光學尺固有的機械遲滯錯誤。
為何選擇此光學尺系統？
查錯與維修容易
進階診斷工具 ADTa‑100 可由 RESOLUTE™ 光學尺讀頭取得全面即時資料。相關資訊會透過易於使用的 ADT View 軟體介面顯示。儘管在大部分情況下，光學尺中的一體式設置 LED 已足以設定系統，此 ADT 仍可用於輔助更具挑戰性的安裝。ADT還能回報光學尺效能並協助系統查錯，避免機器停機時間過長。
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光學尺絕佳的回饋保真度，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 改採單軌絕對式光學尺設計，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
- 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。
選配的進階診斷工具 ADTa-100
RESOLUTE 光學尺系統相容於進階診斷工具 ADTa-100 和 ADT View 軟體。這些工具能提供全方位即時光學尺資料回饋，有利於執行更加艱困的安裝與診斷作業。直覺式軟體介面可用於下列操作：
- 遠端校準
- 全軸長訊號最佳化
- 光學尺位置的數位讀數（相對於光學尺）
- 匯出與儲存資料
- 設定為零
| 通訊協定 | 說明 | 規格資料表 | 相容產品 |
| BiSS® | Renishaw 於其絕對式光學尺支援 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。 | ||
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，可連接光學尺與使用 SINUMERIK 和 SINAMICS 驅動元件的直接量測系統。 | 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、堅固耐用的純序列通訊、優異的輪廓加工性能及更理想的伺服剛性。此外，非接觸式格式能消除反向間隙、軸扭曲（扭轉）及傳統封閉式光學尺令人困擾的其他遲滯錯誤。 | N/A | |
| Mitsubishi | RESOLUTE 具備 Mitsubishi 序列通訊介面，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。 | N/A | |
| Panasonic | RESOLUTE 具備 Panasonic 序列通訊介面，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 Panasonic | N/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。 | 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 |
光學尺刻距 | 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 nm |
電氣接線 | 長達 10 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（工作） | 於 55 Hz 至 2 000 Hz 範圍達到最高速 300 m/s2 |
衝擊（非工作） | 1000 m/s2、6 ms、½ 正弦 |
工作溫度 | 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。
規格資料表
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Data sheet: RESOLUTE™ Absolute optical encoder with Mitsubishi serial communications [en]
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Data sheet: RESOLUTE™ absolute optical encoder with Siemens DRIVE-CLiQ serial communications [en]
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Data sheet: RESOLUTE™ absolute optical encoder with BiSS serial communications [en]
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Data sheet: RESOLUTE™ absolute optical encoder with FANUC serial communications [en]
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Data sheet: RESOLUTE™ absolute optical encoder with Yaskawa serial communications [en]
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Data sheet: REXA ultra-high accuracy absolute angle encoder [en]
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Data sheet: Advanced Diagnostic Tool ADTa-100 [en]
下載
白皮書
案例分析
技術繪圖
- 3D model: RESOLUTE™ absolute optical encoder (Side cable outlet) [gen]
- 3D model: RESOLUTE™ absolute optical encoder [gen]
- 3D model: Advanced Diagnostic Tool ADTa-100 [gen]
- 3D model: REXx 52 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 57 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 75 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 100 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 103 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 104 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 115 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 150 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 183 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 200 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 206 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 209 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 229 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 255 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 300 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 350 mm ring [gen]
- 3D model: REXx 417 mm ring [gen]
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。
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光學尺：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。此光學尺具備上述優點，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。