Veelgestelde vragen over optische encoders

Met welke middelen zijn meetschalen en leeskoppen te reinigen?

Het aan te raden reinigingsmiddel hangt af van welk encodersysteem u gebruikt en kunt u vinden in de installatiegids van het systeem.

Is het mogelijk om de zelfklevende meetschaal te verwijderen en opnieuw te gebruiken?

Nee. Indien u de meetschaal verwijdert, werkt de zelfklevende achterzijde niet goed meer. Bovendien kan door het verwijderen de meetschaal beschadigd raken of zijn metrologische kwaliteit verminderen.

Hoe zijn de functies verdeeld over de connectorpennen van Renishaw leeskoppen?

Waar mogelijk heeft Renishaw de penfuncties gestandaardiseerd voor de gebruikelijke 15-voudige connectoren van type D, zoals gebruikt op analoge en digitale leeskopuitgangen en interfaces. Ook andere soorten connectoren hebben waar mogelijk penfuncties zoals gangbaar in de industrie. De verdeling van penfuncties bij Renishaw encodersystemen is te vinden in de installatiegids van het systeem.

Worden op Renishaw encoders mannelijke (stekker) of vrouwelijke (stekkerdoos) connectoren toegepast?

In het algemeen worden mannelijke connectoren gebruikt bij uitgaande incrementele signalen van de encoder en vrouwelijke connectoren voor inkomende incrementele signalen vanaf de encoder (bijvoorbeeld een tussenliggende interface in). De soorten connectoren en of het stekkers of stekkerdozen zijn, kunt u gedetailleerd vinden in de installatiegids van het systeem.

Waarom is er een verschil tussen de theoretische snelheid en de haalbare maximum snelheid voor digitale encodersystemen met geklokte uitvoer?

Bij systemen met geklokte uitvoer neemt Renishaw de klokfrequentie over als aanbevolen telfrequentie van de ontvangende elektronica. Deze is groter dan de feitelijke geklokte uitvoerfrequentie van de encoder, doordat er een veiligheidsfactor toegevoegd wordt. Deze veiligheidsfactor is voor klokoscillatietoleranties, lijnaandrijving, uitwijking van kabel en lijnontvanger, cyclische fouten (SDE) en jitter, die allemaal bijdragen aan een lagere minimale kantscheiding van het incrementele signaal dan berekend was voor een theoretisch perfect systeem.

Zo heeft bijvoorbeeld een 20 MHz Ti TONiC™ interface een feitelijke geklokte uitvoer van 15 MHz, resulterend in een maximale snelheid van 1,35 m/s voor een encoder met 0,1 μm resolutie. De theoretische maximale snelheid zou voor dit systeem 1,5 m/s zijn, maar vanwege de bovengenoemde redenen is die niet mogelijk.

De bandbreedte van het analoge signaal levert ook een bovengrens voor de maximale snelheid, ongeacht de geklokte uitvoer van de encoder. Bij het TONiC systeem ligt deze grens op 10 m/s.

Hoe weet ik of de encoder goed functioneert?

De encoder heeft een ingebouwde set-up LED op de leeskop en/of interface. Deze LED geeft aan of de leeskop stroom krijgt en hoe de kwaliteit van de encoderinstellingen is. Meer informatie over specifieke systemen vindt u in onze installatiegidsen.

Hoe moeten de buiten- en binnenmantel van de leeskopkabel aangesloten worden op een enkelvoudige verlengkabel?

De binnenmantel van de leeskopkabel moet binnen de tussenliggende connector aangesloten worden op de 0 V lijn, en de buitenmantel van de leeskopkabel moet via het metallische geleidende connectordeel aangesloten worden op de mantel van de verlengkabel, zoals getoond in de onderstaande figuur. Opmerking: De buitenmantel moet een doorlopend scherm vormen vanuit het leeskophuis rond de connector naar de elektronica van de klant.

1. Leeskop

2. Binnenmantel

3. Buitenmantel

4. Connector

5. Verlengkabel met enkelvoudige mantel

6. Elektronica van de klant

7. Uitgangssignalen

Hoeveel buigingen kan de leeskopkabel in totaal hebben?

Volgens tests gaan alle leeskopkabels in ieder geval 20 x 10⁶ cycli lang mee.
Afhankelijk van de kabeldiameter worden de buigingtests uitgevoerd met een buigradius van 20 of 50 mm. Zie verder de installatiegids van het betreffende encodersysteem.

Zijn Renishaw leeskopkabels geschikt voor gebruik in robottoepassingen waarbij de kabel steeds gebogen wordt?

Als de leeskopkabel niet verder gebogen wordt dan de toelaatbare minimumradius (zie het betreffende datablad) dan heeft de kabel een levensduur van minstens 20.000.000 buigingen. De kabel is echter niet bedoeld voor toepassingen waarin hij wordt verdraaid (getordeerd) over zijn lengterichting. Het is niet aan te raden om leeskopkabels voor UHV te buigen, aangezien dit de kabel beschadigt.

Wat is de keuze 'geklokte uitvoer' en hoe kies ik de juiste klokfrequentie?

De keuze 'geklokte uitvoer' gebruikt u wanneer het nodig is om de maximale frequentie te beperken die de encoder kan uitvoeren. Zonder beperking van de uitvoerfrequentie gaat de ontvangende elektronica telfouten maken wanneer zijn maximale invoerfrequentie wordt overschreden. Dit is vooral belangrijk indien de encoder stilstaat (of alleen zeer langzaam beweegt) terwijl er een snelle verandering in de uitvoer kan optreden. De frequentie van de geklokte uitvoer kiest u gelijk aan of lager dan de maximale invoerfrequentie van de ontvangende elektronica. Let u er wel op dat het kiezen van een klokfrequentie ver onder de invoerfrequentie leidt tot een lagere maximale snelheid van de encoder.

Hoe lang mag een verlengkabel maximaal zijn zonder dat het signaal vervormt?

Informatie over verlengkabels voor de specifieke systemen vindt u in de installatiegidsen.

Wat is de MTBF (gemiddelde tijd tussen falen) van Renishaw optische encoders?

De betrouwbaarheid van de RGH24 en RGH25 leeskoppen lichten we toe in het voorbeeld hieronder:

MTBF (M) = pt / n

Hierin is:

p: aantal geïnstalleerde leeskoppen

t: gemiddelde diensttijd

n: totaal aantal relevante storingen

Uit onze gegevens (jaarlijkse productiecijfers en faalgegevens) blijkt dat bij continu gebruik de MTBF van de leeskoppen 2013 jaar is.

Een praktijkvoorbeeld: als een klant 28 drieassige machines heeft, dan is het aantal geïnstalleerde leeskoppen (p) gelijk aan 84. Het gemiddelde interval (t) tussen twee storingen aan leeskoppen (dus n = 1) is te berekenen door de MTBF-formule anders weer te geven:

t = Mn / p = (2013 jaar * 1) / 84 = ongeveer 24 jaar

Hieruit blijkt dat met in totaal 84 leeskoppen die 24 uur per dag in werking zijn, deze klant kan verwachten dat er één leeskop faalt per ongeveer 24 jaar.

Deze informatie is echter geen garantie van productbetrouwbaarheid en vormt geen onderdeel van de garantievoorwaarden.

Voor MTBF-gegevens van andere Renishaw encoderseries kunt u contact opnemen met uw dichtstbijzijnde Renishaw-vertegenwoordiging.

Waarom adviseert Renishaw een lijmprofiel voor het montageoppervlak van het draaipunt?

Met het aanbevolen lijmprofiel kan de lijm zich aan een groter gebied van extreme temperaturen aanpassen. Het zorgt ook voor een nauwkeurige plaatsing van de schijf op het montageoppervlak van het draaipunt.

Is het nodig om mijn Renishaw encodersysteem te kalibreren?

Alleen de ATOM™, TONIC™, VIONiC™ en QUANTiC™ hebben kalibratie nodig voor optimale prestaties.

Waar hangt de keuze van de incrementele pitch (periode) van de meetschaal van af?

Voor de incrementele optische encodersystemen biedt Renishaw een meetschaalpitch van 20 µm of 40 µm, afhankelijk van het betreffende systeem. In het algemeen zijn bij een grotere pitch de installatietoleranties ruimer en de snelheden hoger, terwijl bij kleinere pitches de resoluties hoger zijn en de SDE's (interpolatiefouten) kleiner.

Wat is bij hoekencoders het verschil tussen schaalverdelingsnauwkeurigheid, systeemnauwkeurigheid en geïnstalleerde nauwkeurigheid?

Schaalverdelingsnauwkeurigheid is de nauwkeurigheid waarmee tijdens de productie de schaalverdeling is aangebracht op de ring.

Systeemnauwkeurigheid is de schaalverdelingsnauwkeurigheid plus de cyclische fout van de leeskop (SDE).

Geïnstalleerde nauwkeurigheid is de nauwkeurigheid die een klant kan verwachten van de encoder als die eenmaal geïnstalleerd is op de as waarop hij werkt. Dit omvat de systeemnauwkeurigheid, maar wordt ook beïnvloed door een aantal andere factoren, vooral de excentriciteit van de ring en schijf.

Voor kleinere ringen en schijven zal de excentriciteit waarschijnlijk de grootste bijdrage leveren aan de geïnstalleerde nauwkeurigheid. Afhankelijk van het systeem wordt ofwel de systeemnauwkeurigheid ofwel de geïnstalleerde nauwkeurigheid gespecificeerd, hoewel alle certificaten van ringkalibraties een grafiek tonen van de kenmerkende geïnstalleerde nauwkeurigheid wanneer de installatie plaatsvond volgens de aanbevolen richtlijnen in de installatiegidsen. Voor advies over toepassingen kunt u contact opnemen met uw dichtstbijzijnde Renishaw-vertegenwoordiging.

Maakt Renishaw ook incrementele encodersystemen die werken met een heel fijne meetschaal?

Renishaw maakt incrementele encoders met meetschalen van 20 of 40 μm pitch. Hoewel er encodersystemen met een fijnere pitch verkrijgbaar zijn, staat daarmee niet noodzakelijk vast dat die systemen ook beter presteren. Systemen met een fijnere pitch kunnen moeilijker instelbaar, beperkter in hun snelheid en gevoeliger voor vuil zijn. Daarnaast geven veel Renishaw encodersystemen dankzij hun effectieve verwerking van incrementele signalen een nauwkeurigheid en cyclische fout (SDE) die vergelijkbaar zijn met die van systemen met fijnere pitch.

Welke meetschaal moet je gebruiken voor hoekdeelmetingen?

Bij hoekdelen meten adviseren we om de reeks RKL encodermeetschalen te gebruiken. RKL meetschalen zijn dun en heel buigzaam, waardoor ze gemakkelijk te installeren zijn rond hoekdelen en een hogere nauwkeurigheid bieden dan andere soorten flexibele schalen.

Welke leeskop moet je gebruiken voor hoekdeelmetingen?

Voor absolute hoekdeelmetingen is een RESOLUTE lineaire leeskop nodig, die geschikt is voor RKLA encodermeetschalen.
Bij incrementele hoekdeelmetingen kan een voor hoekdeelmeting geschikte QUANTiC, VIONiC of TONiC leeskop gebruikt worden, of een ATOM* of ATOM DX* lineaire leeskop. De keuze van de leeskop hangt af van de specifieke vereisten van de toepassing.

* Alleen meetschaal RKLF40-S

Wat voor montageoppervlak is geschikt voor hoekdeelmetingen?

Hoekdeelmetingen met RKL encodermeetschalen zijn mogelijk op alle metalen montageoppervlakken met een thermische uitzettingscoëfficiënt tussen 8 en 24 ppm/^oC zoals aluminium, staal of titanium. Neemt u voor andere materialen contact op met uw plaatselijke Renishaw-vertegenwoordiging.

Zijn de meetschalen en optische encoders van Renishaw volgens RoHS?

Ja; zie hiervoor onze webpagina met certificaten van overeenstemming.

Maken de Renishaw meetschalen en optische encoders gebruik van mineralen uit conflictgebieden?

Zie hiervoor onze webpagina met certificaten van overeenstemming.

Voldoen de meetschalen en optische encoders van Renishaw aan de EU-wetgeving (CE-verklaring van overeenstemming)?

Ja; zie hiervoor onze webpagina met certificaten van overeenstemming.

Wat zijn de voordelen van absolute encoders ten opzichte van incrementele?

Een belangrijke reden om absolute technologie te kiezen in plaats van incrementele is gelegen in de opstartcyclus van de machine. Een as voorzien van incrementele encoders moet meestal haastig op zoek naar een referentiemarkering om een basis- of nulpunt vast te stellen. Renishaw absolute encoders kennen de exacte positie al onmiddellijk bij inschakelen zonder dat daarvoor de as in beweging hoeft te komen. Referentiemarkeringen vinden kan op meerassige machines problematisch zijn, speciaal als de assen niet onderling loodrecht zijn of als hun belading gevoelig of breekbaar is.

Bij absolute encoders is vaak geen apart encodersysteem nodig voor de commutatie van de motor. Aangezien geen beweging nodig is om de absolute positie vast te stellen, kan voor de bewegingsterugkoppeling en de motorcommutatie dezelfde encoder gebruikt worden.

Tot slot verhelpen Renishaw absolute encoders de snelheid/resolutie-tegenstelling die vaak de prestaties van incrementele assen inperkt. De positie wordt geleverd op aanvraag, waardoor de grote bandbreedte overbodig is die incrementele signalen met hoge resolutie van snelle assen nodig hebben voor hun verzending. Een voorbeeld: de RESOLUTE kan terugkoppelen met 1 nm resolutie op assen die bewegen met snelheden tot 100 m/s. Om dit te bereiken met een incrementele encoder zou een bandbreedte van 100 GHz vereist zijn!

Ondersteunt het RESOLUTE encodersysteem het SSI-protocol?

RESOLUTE ondersteunt geen SSI. SSI is een zeer simpel serieel communicatieprotocol dat geen enkele controle van de gegevensintegriteit ondersteunt. In plaats daarvan is de RESOLUTE verkrijgbaar met een soortgelijk protocol, dat "BiSS® C Unidirectional" heet. Dit is bijna net zo eenvoudig, maar rapporteert ook fouten, geeft waarschuwingen en voorkomt het risico van ongecontroleerde asbewegingen door de positiegegevens met een CRC (cyclische redundantiecontrole) te beschermen tegen corruptie.

Wat is het verschil tussen de encoderseries VIONiC en TONiC?

Hieronder staan de voornaamste verschillen tussen de supercompacte incrementele producten van Renishaw:

Maakt Renishaw ook incrementele encodersystemen die werken met een heel fijne meetschaal?

Renishaw maakt incrementele encoders met meetschalen van 20 of 40 μm pitch. Hoewel er encodersystemen met een fijnere pitch verkrijgbaar zijn, staat daarmee niet noodzakelijk vast dat die systemen ook beter presteren. Systemen met een fijnere pitch kunnen moeilijker instelbaar, beperkter in hun snelheid en gevoeliger voor vuil zijn. Daarnaast geven veel Renishaw encodersystemen dankzij hun effectieve verwerking van incrementele signalen een nauwkeurigheid en cyclische fout (SDE) die vergelijkbaar zijn met die van systemen met fijnere pitch.

Wat doen CAL en AGC?

CAL is een routine voor systeemkalibratie, een essentiële actie die het instellen van de leeskop afrondt door de incrementele en referentiemarkeringsignalen te optimaliseren. De kalibratie-instellingen worden opgeslagen in een lokaal geheugen, zodat de prestaties al optimaal zijn onmiddellijk nadat de stroomvoorziening start. Verschillende interfaces hebben hun eigen kalibratieprocedures.

De Renishaw serie van hoogwaardige incrementele encoders bevat een lichtservo op gelijkstroom. Dit is een controlelus die het gemiddelde gereflecteerde licht vasthoudt dat op de fotodetector valt door de stroom naar de lichtbron van de encoder te sturen. De gelijkstroomservo verwijdert doeltreffend de effecten van temperatuurvariaties, sommige vormen van vervuiling op de meetschaal, variaties in de schaalreflectie en infrarode veroudering.

Het AGC-systeem (automatisch gestuurde versterking) is een controlelus die de wisselstroomcomponent van de incrementele encodersignalen meet en het doel voor de gelijkstroom-lichtservo aanpast. Het systeem is te gebruiken om mechanismen te compenseren die de wisselstroomprestaties van de leeskop beïnvloeden, zoals vet of vingerafdrukken op de meetschaal. Het is succesvol in te zetten om de amplitude van het uitgangssignaal consistent op 1 Vpp te houden. De AGC-functie kan naar behoefte in- of uitgeschakeld worden.

In alle gevallen kan uit deze systemen een maximale prestatie ofwel het breedste dynamische bereik verkregen worden door de installatie van het encodersysteem te optimaliseren.
CAL en AGC zijn verkrijgbaar op de QUANTiC, VIONiC, TONiC en ATOM.

Wat is de positie- of tijdvertraging van incrementele encodersignalen?

De tijdvertraging door een incrementeel encodersysteem hangt af van vele factoren, zoals type uitvoer, optisch platform, analoge en digitale elektronische tafels, lijnaandrijving/ontvanger en kabelontwerp en -lengte. Deze cijfers zijn bekend, maar dus moeilijk te documenteren voor nauwkeurig toepassingsadvies. Neemt u hiervoor contact op met uw dichtstbijzijnde Renishaw-vertegenwoordiging.

Voor welke toepassingen wordt de EVOLUTE serie aanbevolen?

De EVOLUTE biedt grote installatietoleranties voor een absolute encoder. Daardoor verloopt het installeren snel en gemakkelijk, zonder dat fijnafstelling nodig is. Dit maakt de EVOLUTE encoders zeer geschikt voor OEM-toepassingen met grote productievolumes, waar de bouwtijd van machines essentieel is aangezien tijdbesparing bij het installeren van een component de doorlooptijden verkort en uiteindelijk de winsten vergroot.

Welke protocollen ondersteunt de EVOLUTE serie?

De EVOLUTE encoder ondersteunt de seriële communicatieprotocollen BiSS C, Mitsubishi (J4 serie servo-aandrijvingen en de MDS-D2/ DH2/ DM2/ DJ aandrijvingen voor bewerkingsmachines) en Yaskawa (Sigma-5 en Sigma-7 Servopacks).

Welke meetschalen zijn er voor QUANTiC encoders?

De QUANTiC leeskop past bij de RTLC40-S roestvaststalen flexibele meetschaal met optische IN-TRAC referentiemarkering in twee richtingen, het FASTRACK™ RTLC40 railsysteem en de RESM40 roterende (hoek)ringen.

Voor welke toepassingen wordt de QUANTiC serie aanbevolen?

De QUANTiC encoder is ontworpen voor fabrikanten en system integrators, met zijn buitengewoon ruime installatietoleranties terwijl de supercompacte vorm en uitstekende meetkwaliteiten behouden blijven. Een grote toepassing van QUANTIC encoders zijn de producenten van machinetafels die een gemakkelijk te installeren systeem zoeken - met de mogelijkheid van gegist bestek - dat de installatietijd verkort en de capaciteit verhoogt. Andere toepassingen zijn onder meer meerassige systemen, productie van halfgeleiders, en systemen met lange assen.

Wat zijn de voordelen van de geavanceerde diagnosetool (ADT)?

De QUANTiC serie is compatibel met de ADTi-100 en de gratis bijgeleverde ADT View software, voor controle en bewaking van de instel- en kalibratieroutines van de QUANTiC leeskop en voor diagnose en storingzoeken in het veld. De software omvat onder meer uitgebreidere grafische weergave, automatisch gegenereerde grafieken van signaalsterkte ten opzichte van positie, lissajous-grafieken, uitvoer voor digitale aflezing en weergave van de leeskoppitch.

Ontdek meer op www.renishaw.nl/adt.

Wat is het verschil tussen de encoderseries VIONiC en TONiC?

Hieronder staan de voornaamste verschillen tussen de supercompacte incrementele producten van Renishaw:

Welke meetschalen zijn er leverbaar voor VIONiC leeskoppen?

De VIONiC™ leeskoppen worden aangevuld met de nieuwste doorontwikkeling van de RTLC-S roestvaststalen flexibele meetschaal met optische IN-TRAC™ referentiemarkering in twee richtingen, de FASTRACK™ / RTLC railsystemen en de uiterst nauwkeurige REXM hoekencoder. Daarnaast zijn de bekende RSLM roestvaststalen meetschaal, de zeer nauwkeurige en stabiele RELM meetschaal met lage uitzetting en de RESM roterende ringen mogelijk.

Wat zijn de voordelen van de geavanceerde diagnosetool?

De geavanceerde diagnosetool bevat gebruikerssoftware voor controle en bewaking van de instel- en kalibratieroutines van de VIONiC en QUANTiC. Nieuw in deze software zijn onder meer: uitgebreidere grafische weergave, automatisch gegenereerde grafieken van signaalsterkte ten opzichte van positie, lissajous-grafieken, uitvoer voor digitale aflezing en weergave van de leeskoppitch. Dit hulpmiddel is ideaal voor het installeren van productielijnen in fabrieken, want er zijn op afstand geavanceerde kalibratiehandelingen mee mogelijk. Ontdek meer op www.renishaw.nl/adt.

Voor welke toepassingen wordt de VIONiC serie aanbevolen?

De VIONiC is ontwikkeld om de totale systeemafmetingen terug te brengen tot het minimum dat haalbaar is voor een hoogwaardig systeem, en tegelijk toonaangevende prestaties te leveren op gebieden als cyclische fout (SDE), jitter en nauwkeurigheid. Een belangrijke toepassing van de VIONiC is lineaire motoren, die veel besturingsversterking en grote bandbreedtes nodig hebben om in minimale tijd een positie in te nemen en voortdurend snel te bewegen. Snelheidsfouten worden veroorzaakt door onnauwkeurigheden in de encoderuitvoer, die vervolgens worden versterkt door de besturingsversterking. De VIONiC biedt ontwerpers van lineaire motoren de beste all-round encoderoplossing voor snelheids- ofwel koppelrimpels. Andere mogelijke toepassingen zijn onder meer kleine translerende plateaus, meerassige platforms, grote direct drive motoren met behuizing, halfgeleiderproductie, medische sectoren, en andere situaties waarin de ruimte beperkt is maar de hoogste eisen worden gesteld.

Hoe worden TONiC encoderinterfaces mechanisch aangesloten op een machine of besturingskast?

TONiC interfaces kunnen direct aangesloten worden op in een paneel gemonteerde 15-weg D-type stekkerdozen met borgpunten, aangezien ze dezelfde afmetingen hebben als een standaard 15-weg D-type stekker. Als alternatief kan Renishaw ook een eenvoudige beugel leveren om de TONiC interface op een montagevlak te bevestigen met twee M4 schroeven. Het artikelnummer hiervan is A-9690-0015.

Waar moet ik aan denken bij het gebruik van ACi interfaces?

De ACi interface is ontworpen voor inbouw in een toepassing van de klant en heeft daarom geen behuizing. Om zeker te zijn van goede prestaties dient de eindgebruiker te zorgen voor goede afscherming (die de RF-emissies en -gevoeligheid vermindert) en voor elektrische en mechanische aansluiting van de kabelschermen. In het algemeen is de werking het beste wanneer de mantels worden aangesloten op FG (veldaarde).

Waar hangt bij gebruik van de ATOM de keuze van een interface van af?

Er zijn veel factoren die uw keuze van een interface voor gebruik met de ATOM leeskop kunnen beïnvloeden. De belangrijkste zijn wellicht de resolutie, maximale systeemsnelheid, SDE (interpolatiefout) en grootte van de interface. In de volgende tabel worden deze factoren vergeleken:

Wat is de kortste meetlengte waarover de ATOM met succes te kalibreren is?

De ATOM is met succes te kalibreren (inclusief referentiemarkering) over een aslengte van ± 120 µm. Maar dan zijn mogelijk wel meerdere bewegingen over deze afstand nodig indien de aanvankelijke signaalniveaus zeer laag of hoog zijn.

Kunnen korte lengtes RTLF meetschaal (< 50 mm) stevig vastgelijmd worden op de ondergrond?

Ja, meestal kan de RTLF meetschaal als de ruimte beperkt is direct op de ondergrond stevig vastgelijmd worden. Voor meer advies over specifieke toepassingen kunt u contact opnemen met uw dichtstbijzijnde Renishaw-vertegenwoordiging.

Hoe ongevoelig is de ATOM voor vervuiling door olie?

De ATOM en andere Renishaw encodersystemen met optische filtering kunnen dankzij de unieke werking van de optiek functioneren met gematigde hoeveelheden vet- of olievervuiling. Het enige nadelige effect is dat de amplitude van het incrementele signaal lager wordt, wat weer te compenseren is met de AGC-functie.