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TONiC™ FS 增量式光學尺系統搭配 RESM20 旋轉(角度)環

特性

  • 讀頭尺寸:35 x 13.5 x 10 mm
  • 速度高達 3,673 rev/min
  • 可卸除式類比 (Ti) 或雙輸出 (DOP) 介面*
  • 符合認證:
    ISO 13849 類別 3 PLd
    IEC 61508 SIL2
    IEC 61800-5-2 SIL2

優勢

  • 外型輕巧環具有內徑大及容易整合的特性
  • 超輕巧型編碼器讀頭具備動態訊號調節功能,能提高運動控制性能
  • 高抗污能力
  • 超低的細分誤差 (SDE):一般低於 ±30 nm
  • 診斷套件
網站橫幅的透明修補程式

什麼是 TONiC FS 光學尺?

TONiC FS 系列是 Renishaw 的超輕巧型非接觸式光學尺系統,如與 DOP 介面結合,在線性和旋轉應用中,均可達到 10 m/s 的速度和低至 1 nm 的解析度。TONiC FS 系統安裝快速簡便,提供寬鬆的安裝公差,按下按鈕即可進行校準。TONiC FS 光學尺的動態訊號處理功能可改善訊號穩定性,維持一般小於 ±30 nm 的超低細分誤差,有助於實現優異的運動控制效能。符合適用於功能安全應用的 SIL2 及 PLd 認證。

* 只有類比正弦及餘弦輸出才能提供功能安全。

什麼是 RESM20 環?

RESM20 為一體式不鏽鋼環,具有的 20 µm 刻矩刻度直接標示於周圍,其具備 IN-TRAC™ 光學參考原點。多種尺寸均提供兩種版本(Ø52 mm 至 Ø550 mm)。「A」截面環能提供絕佳的安裝精度,具備錐面安裝方式系統,能減少高公差加工零件的需求並能消除偏心率。亦提供「B」截面細環,具備低慣性及低質量。「A」及「B」截面環具備大內徑,可彈性整合。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?

功能安全認證

TONiC FS 系列是一套增量式開放光學尺系統,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。

產品尺寸輕巧,可提供頂級可靠度及性能

為了發揮極致可靠度、穩定性能及高抗汙能力,TONiC FS 讀頭整合了第三代過濾光學鏡組,雜訊(抖動)調整至更低,現已透過包含自動增益控制及自動偏置控制的動態訊號處理功能再進一步強化。上述組合皆整合至讀頭,提供的訊號純度無可比擬,具備一般低於 ±30 nm 的超低細分誤差。因此,此輕巧型讀頭具備更佳的掃描性能及位置穩定性,故能提供更平順的速度控制,是許多應用必備的基本特徵。

安裝更快、更方便

讀頭的設定 LED 提供訊號大小及選配診斷工具組的視覺顯示,可供機體中的讀頭進行遠端遙控系統性能。按下按鈕即可調節參考原點及增量訊號,不須進行機械調整或使用額外的診斷工具。IN-TRAC 客戶自選光學參考原點嵌入增量式光學尺,設計精巧且調整步驟簡化。因此,可產生參考原點輸出,此輸出可在全工作溫度及速度範圍下,雙向重現至解析度單位。

介面選項

Ti 介面

  • 類比輸出,包含 CAL 按鈕。Ti 介面

DOP(雙輸出)介面

  • 提供同步數位正交及 1 Vpp 訊號。
  • 此介面在設計上適合用於須透過運動軸,將一或多項作業進行同步的應用。TONiC 雙輸出 (DOP) 介面

選配診斷工具組

TONiC™ 診斷工具組(軟體及硬體)

可採用 TONiC 軟體優化 TONiC 光學尺的安裝,提供快速全面的系統校準。必須將軟體與 TONiC 診斷硬體一起使用,即可使用 A-9411-0011 零件訂貨號從 Renishaw 購買。可透過 USB 線(於套件中提供)或客戶線上電子裝置連接硬體與電腦。

瞭解所有關於 TONiC 診斷工具組的資訊。

技術規格

量測標準

RESM20:一體式外型輕巧不鏽鋼環。提供具備錐面內徑的標準「A」截面或低慣性「B」截面環

亦提供適用於局部圓弧應用的 REST20

讀頭尺寸(長 x 寬 x 高)

35 mm x 13.5 mm x 10 mm

光學尺刻距

20 μm

熱膨脹係數(20 °C 時)15.5 ±0.5 μm/m/°C

環外徑

52 mm 至 550 mm。如需更大的客製化尺寸,請聯絡 Renishaw

刻線數

8 192 至 86 400(依環尺寸而定)

參考原點

RESM20:單一 IN-TRAC 參考原點環

REST20:雙參考原點環適用於局部圓弧應用

精度*

刻度精度

系統精度


±3.97 至 ±0.38 弧秒(依環徑而定)

±4.20 至 ±0.40 弧秒(依環徑而定)

最高速度

類比

數位(**搭配 DOP 使用)

(如需詳細資訊,請參閱規格資料表)

-3 dB 時為 3673 rpm(位於 52 mm RESM20)

3673 rpm(位於 52 mm RESM20 時為 5 μm 解析度 TONiC)

細分誤差 (SDE)

一般低於 ±30 nm

動態訊號控制

即時訊號調節,包括自動增益控制 (AGC) 及自動偏置控制 (AOC),優化操作時的性能

增量訊號

類比

數位(**搭配 DOP 使用)

(若要瞭解角度解析度的詳細資訊,請參閱規格資料表)

1 Vpp(20 μm 週期)

解析度範圍為 5 μm 至 1 nm

電氣接線

0.2 m、0.5 m、1 m、1.5 m、3 m、5 m、6 m 及 10 m 纜線長度及迷你連接器(直接連接 TONiC 介面)

電源

5 V ±10%
僅讀頭 <100 mA
搭配 Ti0000 <100 mA
搭配 DOP <275 mA

震動(系統)

100 m/s2,55 Hz 至 2 000 Hz,3 軸

撞擊(系統)

500 m/s2、6 ms、½ 正弦、3 軸

工作溫度(系統)

0 °C 至 +70 °C

防護等級

讀頭:IP40
Ti 介面:IP20
DOP 介面:IP30

* 系統精度為刻度誤差加上 SDE。刻劃精度為由單一讀頭測量的角度及如標示之編碼器實際旋轉度之間的最大差值。像是離心率的應用干擾並未包括在內。

** 只有類比正弦及餘弦輸出才能提供功能安全。

如需完整的詳細資訊,請參閱規格資料表。

 

下載

規格資料表

軟體

  • TONiC™ 診斷軟體版本 1.0 [en]

白皮書

  • White paper:  The accuracy of angle encoders White paper: The accuracy of angle encoders [en]

技術繪圖

工作原理

TONiC FS 系列具備 Renishaw 第三代獨特過濾光學鏡組,能均化許多刻度週期的作用,並且有效篩選非週期特徵,例如髒汙。表面方波刻距模型也經過篩選,在光感測器留下純粹正弦的干涉條紋。其中使用了一種多指結構,精細到足以產生四種對稱相位訊號形式的光電流。這些結合是為了移除 DC 元件及產生正弦與餘弦訊號輸出,具備高光譜純度與低偏移,維持高達 500 kHz 的頻寬。

完全整合的先進動態訊號調節、自動增益控制、自動平衡控制及自動偏置控制,確保能提供一般低於 ±30 nm 的超低細分誤差 (SDE) 。

過濾光學鏡組的進化與精選電子裝置結合,提供寬頻寬增量訊號,達到 10 m/s 的最高速度與最低位置抖動(雜訊),遠勝於市場上其他同級光學尺。由內建於 TONiC FS Ti 介面的 CORDIC 演算機制進行細分,透過額外的降噪電子工具加強高解析度版本,將抖動降為極低的 0.5 nm RMS。

TONiC™ 光學配置附註解

IN-TRAC 參考原點完全整合至增量式光學尺,並由讀頭內二側的光感測器偵測。如圖所示,參考原點分割偵測器直接嵌入增量槽刻度線性光電二極體陣列,確保能增強抗偏航失相性能。產生參考原點輸出,此輸出可在任何速度下雙向重現至解析度單位。這樣獨特的配置歸功於自動校準程序,以電子方式定相參考原點及優化動態訊號調節。