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RESM20 로터리(앵글) 링 채용 TONiC™ UHV 증분형 엔코더 시스템

특성

  • 판독 헤드 크기: 35 x 13.5 x 10 mm
  • 분해능 최저 1 nm
  • 최대 속도 3,673 rev/min
  • 극히 낮은 보간 오차(SDE): 일반적으로 ±30 nm 미만
  • 옵티컬 IN-TRAC™ 레퍼런스 마크

이점

  • 초고도 진공(UHV)
  • 내경이 커서 통합하기 쉬운 슬림형 링
  • 동적 신호 조정 기능으로 모션 제어력을 향상시킨 초소형 엔코더 판독 헤드
  • 까다로운 설치와 시스템 최적화를 지원하는 진단 키트
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TONiC UHV란 무엇인가?

TONiC UHV를 채용하면 Renishaw의 초소형 비접촉식 엔코더 시스템을 고객에게 향상된 모션 제어 성능을 제공하는 초고도 진공(UHV) 분야에 적용할 수 있습니다.
TONiC은 리니어 및 로터리 엔코더 분야에서 Ti 인터페이스와 결합했을 때 최고 10 m/s 속도와 최저 1 nm 분해능을 지원합니다. TONiC 시스템은 셋업 공차가 크고 버튼을 누르는 방식의 캘리브레이션을 지원하여 빠르고 간편하게 설치할 수 있습니다. TONiC의 동적 신호 처리 기능이 일반적으로 ±30 nm 미만의 초저 보간 오차로 신호 안정성을 개선하므로 탁월한 모션 제어 성능을 실현할 수 있습니다.

RESM20 링이란 무엇인가?

RESM20 링은 둘레에 직접 20 µm 눈금이 표시되어 있는 단편 스테인리스 강철 링으로, IN-TRAC™ 옵티컬 레퍼런스 마크가 표시되어 있습니다. 두 가지 버전을 광범위한 크기(Ø52 mm ~ Ø550 mm)로 제공합니다. 'A' 단면 링은 설치 정확도가 뛰어나고 테이퍼 마운트 시스템을 채용하므로 편심이 제거되고 강한 내성의 가공 부품도 불필요합니다. 관성과 질량이 작은 얇은 'B' 단면 링도 사용할 수 있습니다. 'A' 및 'B' 단면 링 모두 내경이 커서 UHV 분야에 통합하기 쉽습니다. 비접촉식 형식은 기존의 폐쇄형 엔코더에서 피할 수 없는 문제인 백래시, 샤프트 와인드업(비틀림) 및 기타 역학적 이력 현상 오차를 제거합니다.

이 엔코더 시스템을 선택해야 하는 이유는 무엇인가?

초고도 진공(UHV)

TONiC UHV 판독 헤드는 표준 TONiC의 뛰어난 성능을 취해 UHV 호환 자재와 프로세스를 사용하여 설계하고 구성한 판독 헤드로 전달하므로 최저 10 -10 Torr로 낮춘 UHV 조건에 적합합니다.
TONiC UHV 엔코더 및 부속품은 진공 호환성 자재와 접착제로 제작되어 낮은 방출 속도와 입증된 청정 잔류 가스 분석(RGA) 성능을 제공하므로 웨이퍼 취급/테스트, 과학 계측기, 분광기, 진공 검사 장비 등의 다양한 분야에 적합합니다.

소형 크기로 최상의 신뢰성과 성능 구현

최고의 신뢰도와 일관된 성능을 제공하기 위해 훨씬 낮은 노이즈(지터)에 맞게 조정되고 자동 게인 컨트롤 및 자동 오프셋 컨트롤을 포함한 동적 신호 처리로 더욱 향상된 3세대 필터링 옵틱을 TONiC 판독 헤드에 통합하였습니다. 모두 판독 헤드 내부에 통합된 이러한 조합을 통해 순도 최상의 신호와 ±30 nm에 불과한 극히 낮은 보간 오차(SDE)를 지원합니다. 결과적으로 더욱 원활한 속도 제어를 통한 스캐닝 성능 향상과 위치 안전성 개선이 실현되므로 진공 내부에 있는 모터에 열이 축적되는 것을 최소화할 수 있습니다. 이는 초소형 판독 헤드 하나에 모두 내장되는 진공 분야에서 필수적인 변수들입니다.

더욱 빠르고 간편한 설치

판독 헤드의 셋업 LED를 통해 신호 세기가 표시되며, 기계 내부에 판독 헤드가 은폐될 때 진단 키트 옵션으로 시스템 성능을 원격으로 확인할 수 있습니다. 레퍼런스 마크와 증분 신호의 캘리브레이션은 기계적 조정이나 추가적인 진단 도구 없이 누름식 버튼으로 해결됩니다. 간편한 조정과 크기 축소를 위해 증분형 스케일에 IN-TRAC 고객 선택형 옵티컬 레퍼런스 마크를 삽입하였습니다. 그 결과 전체 작동 온도와 속도 범위에서 양방향 반복정도가 단위 분해능 수준인 레퍼런스 마크가 생성됩니다.

인터페이스 옵션

TD(이중 분해능) 인터페이스

  • 선택 가능한 이중 분해능 직각 위상 출력.
  • 매우 미세한 정밀 모션과 결합된 고속 이동이 필요한 분야에 이상적입니다.
Ti 인터페이스(사각형)

DOP(이중 출력) 인터페이스

  • 동시 디지털 직각 위상 및 1 Vpp 신호를 제공합니다.
  • 하나 이상의 작업을 모션 축과 동기화해야 하는 분야에 적합합니다.TONiC DOP(듀얼 출력) 인터페이스

DSi(Dual Signal interface, 듀얼 신호 인터페이스)

  • Renishaw의 DSi는 RESM20 링(부분적 회전 분야용 REST20 링)에 있는 판독 헤드 2개에서 송신되는 증분형 신호를 합산하여 베어링 요동을 보정하고 편심을 포함하여 모든 이상한 오차 왜곡을 제거함으로써 일반적으로 ±2.0 arc sec의 총 설치 정확도를 지원합니다.RESM 로터리 링을 채택한 TONiC 듀얼 신호 인터페이스

진단 키트 옵션

TONiC™ 진단 키트(소프트웨어 및 하드웨어)

TONiC 진단 소프트웨어는 TONiC 엔코더 설치를 최적화하는 데 사용되며, 신속하고 종합적인 시스템 캘리브레이션을 지원합니다. 이 소프트웨어는 Renishaw에서 부품 번호 A-9411-0011로 구입할 수 있는 TONiC 진단 하드웨어와 함께 사용해야 합니다. 이 하드웨어는 USB 케이블(키트에 포함)을 통해 또는 고객의 전자 제품과 직결 방식으로 PC에 연결할 수 있습니다

TONiC 진단 키트에 대한 모든 것을 확인해보세요.

기술 사양

측정 표준

RESM20: 단편 슬림형 스테인리스 강철 링. 테이퍼 내경의 표준 'A' 단면과 관성이 적은 'B' 단면

부분적 회전 분야에서는 REST20으로도 사용 가능

판독 헤드 크기(LxHxW)

35 mm x 13.5 mm x 10 mm

스케일 피치

20 μm

열팽창 계수(20 °C에서)15.5 ±0.5 μm/m/°C

링 외경

52 mm ~ 550 mm. 기본 규격을 초과하는 크기에 대해서는 Renishaw로 문의하십시오.

라인 카운트

8,192 ~ 86,400 (링 크에 따라 결정됨)

레퍼런스 마크

RESM20: 단일 IN-TRAC 레퍼런스 마크 링

REST20: 부분적 회전 분야용 레퍼런스 마크 2개의 링

정확도

눈금 정확도

시스템 정확도


±3.97 ~ ±0.38 arc sec(링 직경에 따라 결정됨)

±4.20 ~ ±0.40 arc sec(링 직경에 따라 결정됨)

최대 속도

아날로그

디지털

(자세한 내용은 데이터 시트 참조)

3,673 rpm, -3 dB 조건(52 mm RESM20)

3,673 rpm (5 μm 분해능 TONiC, 52 mm RESM20)

보간 오차 (SDE)

일반적으로 <±30 nm

동적 신호 제어

자동 게인 컨트롤(AGC) 및 자동 오프셋 컨트롤(AOC)을 포함한 실시간 신호 조정으로 작동 중 성능 최적화

증분 신호

아날로그

디지털

(앵글 분해능에 대해서는 데이터 시트 참조)

1 Vpp (20 μm 주기)

5 μm ~ 1 nm 범위 분해능

전기 연결

0.5 m, 1 m, 1.5 m, 3 m, 5 m, 10 m 케이블 길이와 소형 커넥터(TONiC 인터페이스에 바로 연결)

전원 공급 장치

5 V ±10%, <100 mA (아날로그 시스템), <200 mA (디지털 시스템) (미종단형)

판독 헤드 전력 소비량<100 mA

진동(작동 시)

최대 100 m/s2 (55 Hz ~ 2000 Hz 조건)

충격(미작동 시)

1000 m/s2, 6 ms, ½ sine

작동 온도(시스템)

0 °C ~ +70 °C

베이크 아웃 온도(비작동 시)

120 °C (판독 헤드 및 스케일에 한함)

방수 규격

판독 헤드: IP20

인터페이스: IP20

케이블 구성

주석 코팅 구리 편복 단일 스크린, FEP 코어 절연


* 시스템 정확도는 눈금 오차에 SDE를 더한 결과입니다. 눈금 정확도는 한 판독 헤드에서 측정한 각도와 눈금에 따른 엔코더 실제 회전 사이 최대 차이입니다. 편심 등의 적용 시 장애는 포함되어 있지 않습니다.

자세한 내용은 데이터 시트를 참조하십시오.

다운로드

데이터 시트

설치 안내서

소프트웨어

  • TONiC™ diagnostic software version 1.0 [en]

사용자 안내서

백서

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

작동 방법

많은 스케일 주기로부터 출력들의 평균을 산출하여 분진 등과 같은 비주기적 피처를 효과적으로 걸러내는 독창적인 제3세대 Renishaw 필터링 옵틱이 TONiC에 채용됩니다. 또한 명목상 구형파 스케일 패턴은 검출기에 순수 사인 프린지 필드만 남기도록 필터링됩니다. 여기서 네 가지 형태의 대칭 위상 신호로 광전류를 생성할 수 있을 정도로 충분히 미세한 다중 핑거 구조가 채택됩니다. 이러한 신호가 결합되어, 대역폭을 500 kHz보다 높게 유지하면서 DC 구성품을 제거하고 스펙트럼 순도가 높고 오프셋이 낮은 사인 및 코사인 신호 출력을 생성할 수 있습니다.

일반적으로 ±30 nm 미만의 극히 작은 보간 오차(SDE)를 보장하기 위해 향상된 동적 신호 조정 기능과 함께 자동 게인 컨트롤(AGC), 자동 밸런스 컨트롤(ABC) 및 자동 오프셋 컨트롤(AOC)을 통합합니다.

신중하게 선택된 전자 기기에 이러한 필터링 옵틱 혁신을 통합함으로써 넓은 대역폭의 증분형 신호를 제공하여 동급의 모든 엔코더에 최저 위치 지터(노이즈)와 최대 10 m/s 속도를 달성합니다. 기타 노이즈 감소 전자기기 사용으로 한층 수월해진 다양한 미세 분해능 버전과 더불어 TONiC Ti 인터페이스 내 CORDIC 알고리즘에 의한 보간으로 지터를 0.5 nm RMS 수준으로 낮춥니다.

TONiC™ 옵티컬 방식(주석 포함)

IN-TRAC 레퍼런스 마크가 증분형 스케일에 완전히 통합되어 있으며, 판독 헤드 내부의 분할식 광검출기를 통해 감지됩니다. 그림에서 보듯이, 레퍼런스 마크 분할식 검출기가 증분형 채널 리니어 광다이오드 어레이의 중심에 직접 삽입되므로 편요 탈위상으로부터 내성이 향상됩니다. 모든 속도에서 양방향 반복정도가 단위 분해능 수준인 레퍼런스 마크 출력 생성. 이러한 독특한 어레이는 레퍼런스 마크를 전자적으로 위상화하고 동적 신호 조정을 최적화하는 자동 캘리브레이션 루틴이 제공하는 많은 이점을 활용합니다.