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TONiC™ 增量式編碼器系統搭配 REXM20 旋轉(角度)環

特性

  • 讀頭尺寸:35 x 13.5 x 10 mm
  • 能達到 1 nm 解析度
  • 速度高達 3,673 rev/min
  • 類比或數位輸出
  • 超低的細分誤差 (SDE):一般低於 ±30 nm
  • 提供真空相容版本
  • 光學 IN-TRAC™ 參考原點

優勢

  • 大截面環具備 ±1 弧秒的安裝精度
  • 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
  • 提供診斷套件協助處理棘手安裝與系統優化。
網站橫幅的透明修補程式

何謂 TONiC?

TONiC 是 Renishaw 的超輕巧型非接觸式光學尺系統,如與 Ti 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 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正。TONiC 的動態訊號處理功能改善訊號穩定性,維持一般位於 ±30 nm 以內超低的細分誤差,有助於實現優異的運動控制效能。

什麼是 REXM20 環?

REXM20 為一體式不鏽鋼環,具有的 20 µm 刻矩增量刻度直接標示於周圍,其具備 IN-TRAC™ 光學參考原點。REXM20 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 DSi(雙訊號介面)及雙讀頭輕鬆補正。REXM20 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。
REXM20 有多種尺寸可供選擇(Ø52 mm 至 Ø417 mm)與刻線數,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?

超高安裝精度

REXM20 具備兩個 TONiC 讀頭及一個 TONiC DSi(雙訊號介面),故能達到極致的角度量測性能,提供絕佳的重複性及零連接損失特性,整體安裝精度優於 ±1 弧秒。REXM20 的大截面設計可將安裝錯誤減至最低,但偏心率例外,這種錯誤可使用 TONiC 雙讀頭的聯合輸出輕鬆補正。用 DSi 解決偏心率問題後,就只剩下刻度和 SDE,而此兩者的誤差都極小。

產品尺寸輕巧,可提供頂級可靠度及性能

為了提供最佳可靠度、穩定性能及高抗汙能力, TONiC 讀頭整合第三代過濾光學鏡組,雜訊(抖動)調整至更低,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進行進一步改善。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

TD(雙解析度)介面

  • 可選擇雙解析度正交輸出。
  • 介面選項適合需要高速運動的應用,結合更精密精度的運動。
Ti 介面(平方)

DOP(雙輸出)介面

  • 提供同步數位正交及 1Vpp 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

DSi(雙訊號介面)

  • Renishaw 的 DSi 結合來自 REXM20 環(局部旋轉應用則採用 REXT20 環)上 TONiC 雙讀頭的增量訊號,補償軸承晃動產生的影響,並消除奇數諧波誤差(包含偏心率),提供一般為 ±2.0 弧秒的安裝精度。帶RESM圓環的TONiC雙訊號介面

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

一體式超高精度不鏽鋼環

亦提供適用於局部旋轉應用的 REXT20

讀頭尺寸(長 x 寬 x 高)

35 mm x 13.5mm x 10mm

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 417 mm

刻線數

8 192 至 65 536(依環尺寸而定)

參考原點

REXM:單一 IN-TRAC 參考原點環

REXT:雙參考原點環適用於局部旋轉應用

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

類比

數位

(如需詳細資訊,請參閱規格資料表)

-3 dB 時為 3673 rpm(位於 52 mm REXM)

-3 dB 時為 3673 rpm(位於 52 mm REXM 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

(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

0.5 m、1 m、1.5 m、3 m、5 m 及 10 m 纜線長度及迷你接頭(直接連接 TONiC 介面)

電源

5 V ±10%、低於 100 mA(類比系統)、低於 200 mA(數位系統)(終端未連接)

振動(工作)

於 55 Hz 至 2 000 Hz 範圍達到最高速 100 m/s2

衝擊(非工作)

1000 m/s2、6 ms、½ 正弦

工作溫度(系統)

0 °C 至 +70 °C

防護等級

讀頭:IP40

介面:IP20

參閱規格資料表,瞭解詳細資訊。

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]

工作原理

TONiC 具備 Renishaw 第三代獨特過濾光學鏡組,能均化許多光學尺週期的作用,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 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。獨特的安排歸功於自動校正程序,以電子方式定相參考原點及優化動態訊號調節