RESOLUTE™ FS 絕對式光學尺系統搭配 RELA30 線性光學尺
特性
- 通訊協定：BiSS® Safety、DRIVE-CLiQ
- 讀頭尺寸：36 x 16.5 x 17.2 mm
- 速度高達 100 m/s 時能達到 1 nm 解析度
- 20 °C 時精度為 ±1 µm
- 20 °C 時的光學尺熱膨脹係數：0.75 ±0.35 µm/m/°C
- 符合認證：
ISO 13849 類別 3 PLd
IEC 61508 SIL2
IEC 61800-5-2 SIL2
優勢
- 極高的精度與幾近零的熱膨脹係數
- 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)
什麼是 RESOLUTE FS 光學尺？
RESOLUTE FS（功能安全）系列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高達 100 m/s 的速度下，實現 1 nm 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。符合適用於功能安全應用的 SIL2 及 PLd 認證。
RESOLUTE 真絕對式 30 µm 光學尺系統獲得 2015 年英國女王企業創新獎的肯定。
什麼是 RELA30 光學尺？
RELA30 為由 ZeroMet 製成的光學尺。ZeroMet 為一種低膨脹係數鎳/鐵合金，具備我們的 30 µm 刻矩絕對式光學尺編碼。
RELA30 可媲美精細刻距玻璃光學尺，提供的整體精度（包括斜率與線性度）在長度達 1 m 的情況下優於 ±1 μm。ZeroMet 在溫度 20 °C 時的熱膨脹係數為 0.75 ±0.35 µm/m/°C。
系統設計師可選擇特別配製的膠帶或機械夾片滿足安裝需求。兩種安裝方式均可供基板單獨進行熱膨脹。
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。
功能安全認證
RESOLUTE FS 系列是一套真正絕對式開放光學尺系統，並符合下列功能安全標準認證：
ISO 13849 類別 3 PLd
IEC 61508 SIL2
IEC 61800-5-2 SIL2
特定機械安全功能，如安全限速 (SLS) 都需要光學尺回饋功能安全。透過已被認可在這些應用中使用的光學尺系統，可更輕易的完成機器認證。採用這些先進的機器安全功能可讓機器製造商製作出更安全的機器，並具有更高的功能性，進而減少設置時間與機器停機時間。
寬廣的設定公差
RESOLUTE FS 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 FS 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
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
| 通訊協定 | 說明 | 規格資料表 |
| BiSS Safety | Renishaw 於其絕對式光學尺支援 BiSS Safety（單向）開放來源通訊協定。BiSS Safety 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 FS 線性及旋轉（角度）光學尺版本皆支援 BiSS Safety。 | RESOLUTE FS BiSS Safety |
DRIVE-CLiQ | RESOLUTE FS 搭配 Siemens DRIVE-CLiQ 串列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。 |
技術規格
量測標準 | 絕對式編碼高精度 ZeroMet 光學尺 |
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 |
20 °C 時的熱膨脹係數 | 0.75 ±0.35 μm/m/°C |
精度等級（20°C 時） | 驗證為最高可達 ±1 μm，校正可追溯至國際標準 |
光學尺長度 | （如需詳細資訊，請參閱規格資料表） 80 mm 至 1.5 m |
最高速度 | （如需詳細資訊，請參閱規格資料表） 100 m/s |
通訊協定* | BiSS Safety、DRIVE-CLiQ† |
解析度 | 50 nm 及 1 nm 解析度 |
細分誤差 (SDE) | ±40 nm |
電氣接線 | BiSS Safety：長達 10 m 的纜線長度，9 向 D 型與 M12 連接器 DRIVE-CLiQ 介面：長達 10 m 的纜線長度，M12 連接器 |
電源 | 5 V ±10%、max 250 mA @ 5 V（終端未連接） |
振動（工作） | 於 55 Hz 至 2000 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。
†若要瞭解 BiSS Safety 和 DRIVE-CLiQ 規格，請參閱規格資料表。
下載
規格資料表
安裝指南及安全手冊
案例分析
技術繪圖
工作原理
RESOLUTE FS 光學尺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方通訊。
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 FS 光學尺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 FS 系列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 25000 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 FS 光學尺的偏擺角、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，並且在速度為 100 m/s 時保持在 1 nm 的解析度：RESOLUTE FS 系列是面對最艱難的絕對挑戰時的最佳選擇。