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配有RELA30直线栅尺的RESOLUTE™绝对式光栅系统

特性

  • 可用协议:BiSS®、DRIVE-CLiQ、FANUC、Mitsubishi、Panasonic、Yaskawa 
  • 读数头尺寸:36 x 16.5 x 17.2 mm
  • 100 m/s时分辨率达1 nm
  • 20 °C时精度为± 1 µm
  • 20 °C时的栅尺热膨胀系数:0.75 ±0.35 µm/m/°C
  • 提供真空兼容和侧面电缆出口型号

优点

  • 精度极高且热膨胀接近零
  • 优异的运动控制性能
  • 超强的抗污能力
  • 宽松的安装公差
  • RMS抖动低于10 nm,提高了位置控制稳定性
  • ±40 nm电子细分误差,可实现稳定的速度控制
  • 高级诊断工具选件

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什么是RESOLUTE?

RESOLUTE是真正意义的绝对式、精细栅距光栅系统。它具有极强的抗污能力,其超凡的技术指标更是位置反馈领域的一大新突破。它是世界上第一款绝对式光栅,能够在100 m/s的转速下达到1 nm分辨率。超低的电子细分误差 (SDE) 和抖动使该直线光栅系统从同档次光栅中脱颖而出。

2015年度女王企业奖:创新奖

 

荣获2015年度女王企业奖之创新奖

什么是RELA30栅尺?

RELA30是用ZeroMet(一种低膨胀镍/铁合金)制造的直线硬栅尺,采用30 µm栅距的绝对式栅尺编码。
它可与精细栅距的玻璃栅尺媲美,在1 m长度内的总体精度(包括斜率误差和线性误差)优于±1 µm。ZeroMet在20 °C时的热膨胀系数为0.75 ±0.35 µm/m/°C。
系统设计人员可根据要求选择背面自带的特殊配方不干胶带或用机械夹具进行安装。两种安装方式都有助于使栅尺不受基体热膨胀影响。

为什么选择这种光栅系统?

轻松查错和维护

高级诊断工具ADTa‑100可从RESOLUTE™光栅读数头中获取全面的实时数据。通过用户友好型ADT View软件界面显示这些信息。尽管在大多数情况下,借助光栅内置的LED安装指示灯就足以完成系统设定,但ADT可用于在安装条件更加苛刻的情况下提供帮助。ADT还可报告光栅性能并协助系统查错,从而避免出现漫长的机器停机时间。

优异的运动控制性能

成熟、可靠和创新的工作方法造就了RESOLUTE业界领先的性能。重要的是,该系统使用标称栅距为30 µm的单码道非重复“条形码”栅尺格式。RESOLUTE读数头采用先进的光学设计,可以捕获该栅尺的准瞬时图像,在分析时,它还能在速度达到100 m/s时识别独特位置。该系统能够凭借低至1纳米(十亿分之一米)的分辨率以及低噪声(抖动低于10 nm RMS)和仅为±40 nm的低SDE(电子细分误差,一个栅尺刻划周期内的误差)确定位置。该分析提供具有优异保真度的光栅反馈,可确保更稳定的速度控制和超强的位置稳定性。

宽松的安装公差

RESOLUTE没有采用传统的双码道并排(一个为增量式,另一个为绝对式)方法,因为该方法在有少量角度准直偏差时会出现移相这一固有问题。与之不同的是,这种绝对式光栅采用单码道绝对式栅尺,将绝对位置和内置的相位信息整合为单个代码。该技术使RESOLUTE具有更宽松的安装公差(扭摆公差为±0.5°),因此安装快捷方便,具有优异的长期稳定性,即使运动轴随着时间的推移而出现驻留或移动时也是如此。读数头上有一个内置LED安装指示灯,用于进一步协助安装和诊断。

接口选项 

DRIVE-CLiQ接口

  • DRIVE-CLiQ协议所需DRIVE-CLiQ接口用于RESOLUTE真正绝对式光栅
  • 还可用于高精度圆光栅系统的双头输入
  • 显示通信报警
  • 复制读数头LED

  

其他可用协议不需要接口。

可选的高级诊断工具ADTa-100

高级诊断工具ADTa-100

RESOLUTE光栅系统与高级诊断工具ADTa-100和ADT View软件兼容。它们可提供全面的实时光栅数据反馈,以协助完成要求更严苛的安装和诊断操作。直观的软件界面可用于:

  • 远程校准
  • 在整个轴长上进行信号优化
  • 光栅位置的数字读数(相对于栅尺)
  • 导出和保存数据
  • 设定零位
协议描述规格手册兼容产品
BiSS®

雷尼绍绝对式光栅支持BiSS C(单向)开放式协议。BiSS是一种高速串行协议,适用于要求较高加速度、平稳的速度控制、优异的双向重复精度和超强的位置稳定性的动态轴。采用BiSS
RESOLUTE提供直线和圆光栅两种版本,可与各种行业标准控制器、驱动装置、数显表 (DRO) 和计算机计数卡兼容。

RESOLUTE BiSS

BiSS兼容产品页面

DRIVE-CLiQ

采用Siemens DRIVE-CLiQ串行接口的RESOLUTE绝对式光栅可用于直线和旋转应用。DRIVE-CLiQ是一款创新的、功能强大的通信接口,可将光栅和直接测量系统与SINUMERIK和SINAMICS驱动部件连接起来。

RESOLUTE DRIVE-CLiQ

不适用

FANUC

具有FANUC串行接口的RESOLUTE可用于旋转和直线应用。
RESOLUTE为配用FANUC控制器的高性能机床带来诸多优势。速度更高,坚固耐用,纯串行通信可靠,轮廓加工性能优异且伺服刚性更强。此外,非接触形式消除了反向间隙、扭曲误差(扭变)及其他影响传统封闭式光栅的机械滞后误差。

RESOLUTE FANUC

不适用

Mitsubishi

带Mitsubishi串行通信接口的RESOLUTE提供圆光栅和直线光栅两种形式。RESOLUTE可与J4系列伺服驱动装置,以及用于机床应用的MDS-D2/DH2/DM2/DJ驱动装置兼容。

RESOLUTE Mitsubishi

不适用

Panasonic


带Panasonic串行通信接口的RESOLUTE提供直线光栅和圆光栅两种形式。它与A5和A6系列驱动装置兼容,能提供高分辨率可重复反馈,以实现更好的伺服和速度控制。

RESOLUTE Panasonic

不适用

Yaskawa

带Yaskawa串行通信接口的RESOLUTE提供圆光栅和直线光栅两种形式,与Sigma-5和Sigma-7 SERVOPACK兼容。

RESOLUTE Yaskawa

不适用

技术规格

测量标准

绝对编码式高精度ZeroMet直线硬栅尺

读数头尺寸 (LxWxH)

36 mm x 16.5 mm x 17.2 mm

栅距

标称30 µm

20 °C时的热膨胀系数

0.75 ±0.35 μm/m/°C

20 °C时的精度等级

认证精度达到±1 µm,校准可溯源到国际标准

栅尺长度

一些BiSS C协议类型有最大长度限制

(详见规格手册)

80 mm至1.5 m

最高速度

(详见规格手册)

最高可达100 m/s

协议*

BiSS C Mitsubishi

DRIVE-CLiQ†               Panasonic

FANUC Yaskawa

分辨率

BiSS C:分辨率为50 nm、5 nm和1 nm

DRIVE-CLiQ†、FANUC和Mitsubishi:分辨率为50 nm和1 nm

Panasonic:分辨率为100 nm、5 nm和1 nm

Yaskawa:分辨率为50 nm和1 nm

电子细分误差 (SDE)

±40 nm

电气连接

电缆长度长达10 m,采用D型插头(9针或15针),散线,FANUC兼容插头,LEMO以及M12

电源

5 V ±10%,5 V时最大为250 mA(端接)

振动(工作)

55 Hz至2000 Hz时300 m/s2(最大值)

冲击(非工作)

1000 m/s2,6 ms,½正弦

工作温度

0 °C至+80 °C

防护等级

IP64

请参阅规格手册,了解详细信息。

*其他协议将不断添加。

有关DRIVE-CLiQ的规格,请参阅规格手册。

下载

规格手册

使用指南

技术图纸

工作原理

RESOLUTE通过双向纯串行方式通信,采用各种行业标准协议,包括专有和开放的协议。

RESOLUTE™光栅光学系统示意图(带标注)

工作过程开始...

控制器发送需求信息到读数头后开始工作,指示它立即捕获直线或圆形栅尺上的绝对位置。读数头通过闪烁大功率LED光源照亮栅尺进行响应。闪烁时间仅持续短短的100 ns,以尽量避免运动轴的图像变模糊。关键在于此时间要控制在几纳秒内,以保持要求位置和报告位置之间的关系 — 这是使RESOLUTE适合超高规格运动系统的重要功能之一。

单码道栅尺

从本质上说,该栅尺属于全尺线宽的单码道,以30 µm标称栅距为基础。摒弃多个平行码道方式很大程度上避免了扭摆误差,并且读数头的侧向公差更为宽松。

图像采集

栅尺通过非球面透镜在专为RESOLUTE设计定制的探测器阵列上成像,最大程度上降低了图像失真。这种光学滤波系统采用折叠照明路径直接成像,设计精巧且稳定,从而确保了完美测量对保真度的基本要求。

数据解码和分析

探测器采集图像之后,就会通过模数转换器 (ADC) 传输至功能强大的数字信号处理器 (DSP)。接着,专门开发的算法就会从嵌入栅尺的代码中获得真正绝对、但相对粗糙的位置。DSP利用栅尺代码中的冗余和刻意的限制,通过更高级算法检查这一过程,并作出修正。同时,其他程序会计算出非常高分辨率的精细位置,然后与粗糙位置相结合,从而确定真正绝对的、非常高分辨率的位置。

最终检查和数据输出

经过最后的误差检查程序后,该信息作为一个表示定位误差不超过1 nm的纯串行字符通过适当的协议上传到控制器。增加循环冗余检查 (CRC) 可防止电子噪声干扰。整个过程只需短短几微秒,并且每秒可重复多达25,000次。通过各种技术,包括根据轴速度调整光闪持续时间,可以高达100 m/s的速度达到这一性能水平,同时,更重要的是能够在低速时保持极低的位置抖动。

结果...

该光栅具备很大的安装公差:RESOLUTE的扭摆、俯仰和滚摆公差为±0.5°,间隙公差达到±150 µm。同时,宽大的光学影像和先进的误差修正过程能够有效防止光污染,包括微粒和油渍。所有这些都在100 m/s的速度下且保持1 nm分辨率的情况下完成:RESOLUTE能够应对最艰难的绝对挑战。