Инкрементальная энкодерная система TONiC™ UHV с угловым (поворотным) кольцом REXM20
Отличительные характеристики
- Размер считывающей головки: 35 x 13,5 x 10 мм
- Разрешение до 1 нм
- Частота вращения до 3673 об/мин
- Аналоговые или цифровые выходы
- Сверхнизкая ошибка подразбиения (SDE): обычно < ±30 нм
- Оптическая нулевая метка IN-TRAC™
Преимущества
- Сверхвысокий вакуум (UHV)
- Кольцо с большим поперечным сечением с установленной точностью ±1 угл. секунда
- Сверхкомпактная считывающая головка энкодера с динамической обработкой сигналов для улучшения управления перемещениями
- Диагностический комплект предназначен для оказания помощи при сложной процедуре установки и для оптимизации работы системы.
Что такое TONiC UHV?
Система TONiC UHV позволяет использовать сверхкомпактную бесконтактную энкодерную систему компании Renishaw в условиях сверхвысокого вакуума, обеспечивая заказчикам улучшенное управление перемещениями.
Система TONiC обеспечивает управление на скоростях до 10 м/с, а в сочетании с Ti-интерфейсом – разрешение до 1 нм как для линейных, так и для поворотных систем. Особенностью систем TONiC является быстрота и легкость их установки, широкие допуски погрешности установки, а также калибровка нажатием кнопки. Динамическая обработки сигнала в системе TONiC повышает стабильность сигнала и дает сверхнизкую ошибку подразбиения, обычно < ±30 нм, что обеспечивает исключительные характеристики управления перемещением.
Что такое кольцо REXM20?
REXM20 – это цельное кольцо из нержавеющей стали, по окружности которого нанесены деления с шагом 20 мкм и оптическая нулевая метка IN-TRAC™. Увеличенное поперечное сечение позволяет снизить все погрешности установки, за исключением погрешности эксцентриситета, которая легко корректируется с помощью интерфейса DSi (сдвоенного интерфейса сигналов) и двух считывающих головок. Отличительные особенности – общая точность после установки до ±1 угл. секунды, нулевая погрешность, связанная с соединительными муфтами, и исключительно высокая повторяемость.
Выпускаются кольца REXM20 различных размеров (от Ø52 мм до Ø417 мм) и сразным количеством масштабных штрихов; большой внутренний диаметр всех колец позволяет использовать их практически в любой конструкции. Бесконтактный принцип конструкции позволяет устранять погрешности, возникающие вследствие люфта и кручения вала (крутильного колебания вала), а также другие погрешности, обусловленные механическим гистерезисом, присущие всем обычным энкодерам закрытого типа.
Почему именно энкодерная система?
Сверхвысокий вакуум (UHV)
Считывающие головки TONiC UHV обладают превосходными характеристиками системы TONiC, они спроектированы и сконструированы с применением материалов и процессов, совместимых с условиями сверхвысокого вакуума, что делает их пригодными для использования в сверхвысоком вакууме при давлении до 10 -10 торр.
Энкодеры TONiC UHV и дополнительные принадлежности изготовлены из материалов и клеящих веществ, совместимых с условиями сверхвысокого вакуума, которые имеют низкую скорость газовыделения и низкое содержание остаточных газов (RGA), что делает их пригодными для использования во многих областях, в том числе при обработке/тестировании пластин из полупроводникового материала, в приборах для научных исследований, спектроскопии, оборудовании для контроля вакуума и многих других.
Сверхвысокая установленная точность
Кольцо REXM20 с двумя считывающими головками TONiC и интерфейсом TONiC DSi (сдвоенным интерфейсом сигналов) обеспечивает точное измерение углов с исключительной повторяемостью, нулевой погрешностью, связанной с соединительными муфтами, и точностью после установки выше ±1 угл. секунды. У кольца REXM20 поперечное сечение имеет большую толщину, что позволяет сводить к минимуму все погрешности установки, за исключением погрешности эксцентриситета, которая легко корректируется с помощью результата измерения двух считывающих головок TONiC. После устранения погрешности эксцентриситета с помощью DSi единственными погрешностями остаются погрешность градуировки и ошибка подразбиения (SDE), обе при этом являются ничтожно малыми.
Исключительные технические характеристики и надежность при компактном размере
В целях достижения максимальной надежности и постоянства технических характеристик в считывающих головках TONiC предусмотрена система фильтрации оптических сигналов третьего поколения, обеспечивающая еще более низкий уровень шума (дрожания); в настоящее время система усовершенствована за счет динамической обработки сигнала, включающей автоматическую регулировку усиления и смещения. Такое сочетание, когда все системы заключены внутри головки, дает сигнал исключительной чистоты и чрезвычайно низкую ошибку подразбиения (периодическую ошибку) – всего ±30 нм. В результате обеспечиваются более плавная регулировка скорости, улучшенные результаты сканирования, повышенная стабильность позиционирования, что, в свою очередь, помогает свести к минимуму нагрев электродвигателей в условиях вакуума – важные параметры для применения в условиях вакуума, и все это в одной компактной считывающей головке.
Более быстрая и более простая процедура установки
Индикатор настройки на считывающей головке позволяет визуально определить уровень мощности сигнала, а дополнительный диагностический комплект предоставляет возможность дистанционно контролировать производительность системы, когда считывающая головка скрыта в станке. Калибровка сигналов нулевой метки и инкрементальных сигналов производится нажатием кнопки без механической регулировки или дополнительных средств диагностики. Выбираемая пользователем оптическая нулевая метка IN-TRAC на инкрементальной шкале предназначена для малых размеров и упрощения юстировки. Благодаря этому формируется выходной сигнал нулевой метки, двусторонняя повторяемость которого соответствует разрешению системы во всем диапазоне рабочих температур и скоростей.
Варианты интерфейса
Интерфейс TD (двойного разрешения)
- Выбираемый квадратурный выход двойного разрешения.
- Идеален для применения в тех случаях, когда требуется перемещение на высокой скорости в сочетании с прецизионными перемещениями.
Интерфейс DOP (с двойным выходом)
- Обеспечивает одновременно цифровые квадратурные сигналы и сигналы 1Vpp.
- Предназначен для применения в тех случаях, когда требуется синхронизация одной или нескольких операций с перемещением оси.
Сдвоенный интерфейс DSi (Dual Signal interface)
- В сдвоенном интерфейсе DSi компании Renishaw объединяются инкрементальные сигналы от двух считывающих головок TONiC на кольце REXM20 (на кольце REXT20 для случаев вращения по неполной окружности) для компенсации влияния смещения подшипников, а также устраняются погрешности, возникающие из-за нечетных гармоник, в том числе эксцентриситета, что дает суммарную точность в реальной установке обычно ±2,0 угл. секунды.
Дополнительный диагностический комплект
Диагностическое программное обеспечение TONiC может быть использовано для оптимизации установки энкодеров TONiC и обеспечения быстрой комплексной калибровки системы. Программное обеспечение необходимо использовать вместе с диагностическим оборудованием для системы TONiC, которое можно приобрести в компании Renishaw, указав номер детали A-9411-0011. Оборудование подключается к ПК с помощью USB-кабеля (входит в состав комплекта) или в линию с электронным оборудованием заказчиков.
Подробнее о диагностическом комплекте TONiC.
Технические характеристики
Измерительная шкала | REXM20: цельное кольцо из нержавеющей стали сверхвысокой точности Также выпускается для случаев вращения по неполной окружности как REXT20 |
Размер считывающей головки (ДxВхШ) | 35 мм x 13,5мм x 10мм |
Шаг шкалы | 20 мкм |
| Коэффициент теплового расширения при температуре 20 °С | 15,5 ±0,5 мкм/м/°C |
Наружный диаметр кольца | от 52 до 417 мм |
Количество штрихов | От 8192 до 65 536 (в зависимости от размера кольца) |
Нулевая метка | REXM20: кольцо с одной нулевой меткой IN-TRAC REXT20: кольцо с двумя нулевыми метками для случаев вращения по неполной окружности |
Общая точность после установки (с 2 считывающими головками) | (диаметр ≥ 100 мм) ±1 угловая секунда (диаметр 75 мм) ±1,5 угл. секунды (диаметр ≤ 57 мм) ±2 угловых секунды |
Максимальная скорость Аналоговый Цифровой | (подробнее см. в проспекте изделия) 3673 об/мин при -3 дБ (на кольце REXM20 диаметром 52 мм) 3673 об/мин (TONiC с разрешением 5 мкм на кольце REXM20 диаметром 52 мм) |
Ошибка подразбиения (SDE) | Обычно < ±30 нм |
Динамическая обработка сигналов | Обработка сигналов в реальном времени, включающая автоматическую регулировку усиления (АРУ) и смещения (AOC) для оптимизации характеристик во время работы |
Инкрементальные сигналы Аналоговый Цифровой | (Подробные сведения об угловых разрешениях см. в проспекте изделия) 1 Vpp (период 20 мкм) Разрешение от 5 мкм до 1 нм |
Электрическое подключение | Длина кабеля: 0,5 м, 1 м, 1,5 м, 3 м, 5 м и 10 м, мини-разъем (для соединения напрямую с интерфейсом TONiC) |
Питание | 5 В ±10 %, < 100 мА (аналоговая система), < 200 мА (цифровая система) (без оконечной нагрузки) |
| Потребляемая мощность считывающей головки | < 100 мА |
Вибрация (в режиме эксплуатации) | 100 м/с2 макс. при частоте от 55 Гц до 2000 Гц |
Удар (в нерабочем состоянии) | 1000 м/с2, 6 мс, полусинусоидальный импульс |
Рабочая температура (система) | От 0 °C до +70 °C |
Температура прогрева (в нерабочем состоянии) | 120 °C (только для считывающей головки и шкалы) |
Класс защиты | Считывающая головка: IP20 Интерфейс: IP20 |
Конструкция кабеля | Экранирующая оплетка с покрытием из луженой меди, изоляция сердечника из FEP |
Подробные сведения см. в проспектах изделия.