RESOLUTE™ FS 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® Safety、DRiVE-CLiQ
- 讀頭尺寸：36 x 16.5 x 17.2 mm
- 若速度為 7 500 rev/min，解析度高達 29 bits/rev
- 安裝精度 ±1 弧秒
- 符合認證：
ISO 13849 類別 3 PLd
IEC 61508 SIL2
IEC 61800-5-2 SIL2
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)
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 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。
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 | 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 | （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） 7 500 rpm（52 mm 環） |
通訊協定† | BiSS Safety、DRIVE-CLiQ** |
解析度 | BiSS Safety：32 位元 DRIVE-CLiQ：26 位元及 29 位元 |
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%、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。
**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
-
Data sheet: RESOLUTE™ FS (Functional Safety) absolute optical encoder with Siemens DRIVE-CLiQ [en]
-
Data sheet: RESOLUTE™ FS (Functional Safety) absolute optical encoder with BiSS ® Safety serial communications [en]
-
Data sheet: BiSS ® Safety for RESOLUTE™ encoders [en]
-
Data sheet: REXA ultra-high accuracy absolute angle encoder [en]
-
Data sheet: Advanced Diagnostic Tool ADTa-100 [en]
安裝指南及安全手冊
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 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。