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RESOLUTE™ Absolut-Messsystem mit RSLA30 Maßstab

Merkmale

  • Verfügbare Protokolle: BiSS®, DRIVE-CLiQ, FANUC, Mitsubishi, Panasonic, Yaskawa 
  • Abtastkopfgröße: 36 x 16,5 x 17,2 mm
  • Auflösungen bis 1 nm bei 100 m/s
  • Genauigkeit von ±4 µm über 5 m bei 20 °C
  • Thermischer Ausdehnungskoeffizient der Maßverkörperung bei 20 °C: 10,1 ±0,2 µm/m/°C
  • Vakuumtaugliche Ausführung und Ausführung mit seitlichem Kabelausgang erhältlich

Vorteile

  • Hochgenauer Maßstab
  • Ausgezeichnete Motion-Control-Leistung
  • Außerordentlich hohe Verschmutzungstoleranz
  • Großzügige Einstelltoleranzen
  • Weniger als 10 nm RMS Jitter für eine verbesserte Positionsstabilität
  • ±40 nm zyklischer Fehler für gleichmäßige Geschwindigkeitsregelung
  • Optionales Advanced Diagnostic Tool

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Was ist RESOLUTE?

RESOLUTE ist ein berührungsloses Absolut-Messsystem mit einer feinen Teilungsperiode, hervorragender Verschmutzungstoleranz und einer eindrucksvollen Spezifikation, und stellt im Bereich der Positionsbestimmung eine bahnbrechende Neuerung dar. Es ist das weltweit erste Absolut-Messsystem mit einer Auflösung von 1 nm bis 100 m/s. Mit einem extrem geringen zyklischen Fehler und reduziertem Rauschen (Jitter) übertrifft dieses Wegmesssystem jedes andere Messsystem seiner Klasse.

Der Queen's Award for Enterprise: Innovation 2015

 

Gewinner eines Queen's Award for Enterprise 2015 in der Kategorie Innovation

Was ist ein RSLA30 Maßband?

RSLA30 ist ein Edelstahlmaßstab, der eine Absolutkodierung mit 30 µm Teilungsperiode besitzt.
Er ist mit Glasmaßstäben mit feiner Teilungsperiode vergleichbar und bietet eine Gesamtgenauigkeit (einschließlich Steigung und Linearität) von unter ±4 μm bei einer Länge von 5 m. Er kann zur einfachen Aufbewahrung und Handhabung auch aufgerollt werden, lässt sich jedoch nach dem Abrollen genau wie jeder Maßstab nutzen.
Konstrukteure können je nach Montageanforderungen zwischen speziellem Klebeband oder Montageklammern wählen. Beide Montagemethoden erlauben eine vom Untergrund unabhängige thermische Ausdehnung.

Was spricht für dieses Messsystem?

Einfache Fehlersuche und Wartung

Das Advanced Diagnostic Tool ADTa‑100 ist ein Diagnoseinstrument, das umfassende Echtzeitdaten von den Abtastköpfen der RESOLUTE™ Messsysteme erfasst. Die Informationen werden über die benutzerfreundliche Softwareoberfläche von ADT View angezeigt. Obwohl in den meisten Fällen die integrierte Einstell-LED am Messsystem für die Systemeinrichtung ausreicht, kann das ADT zur Unterstützung bei besonders schwierigen Installationen eingesetzt werden. Das ADT kann auch Informationen zur Messsystemleistung liefern und unterstützend bei der Systemfehlersuche eingesetzt werden, um längere Maschinenausfallzeiten zu vermeiden.

Ausgezeichnete Motion-Control-Leistung

Die branchenführende Leistung von RESOLUTE resultiert aus einer hochentwickelten, zuverlässigen und innovativen Arbeitsmethode. Dabei ist entscheidend, dass das System eine Maßverkörperung mit einspurigem, sich nicht wiederholendem Strichcode mit einer nominalen Teilungsperiode von 30 µm verwendet. Dank seiner hochentwickelten Optikkonstruktion erfasst der RESOLUTE Abtastkopf ein praktisch verzögerungsfreies Bild dieser Maßverkörperung, das bei der Auswertung die Ermittlung einer eindeutigen Position bei Geschwindigkeiten bis 100 m/s erlaubt. Das System erlaubt die Bestimmung der Position bis zu einer Auflösung von 1 nm (1 Milliardstel Meter), ist dabei rauscharm (Jitter unter 10 nm RMS) und weist einen zyklischen Fehler (SDE, der Fehler innerhalb der Teilungsperiode eines Maßbands) von nur ±40 nm auf. Dies ermöglicht ein sehr zuverlässiges Feedback, um eine gleichmäßigere Geschwindigkeitsregelung und bestmögliche Positionsstabilität zu gewährleisten.

Großzügige Einstelltoleranzen

RESOLUTE verwendet nicht das herkömmliche Dual-Track-System (zwei nebeneinanderliegende Maßbänder, eines inkremental und eines absolut), das schon bei kleinen Winkelabweichungen zu einer Dephasierung führt. Dieses Absolut-Messsystem verwendet stattdessen ein optisches, single-track Absolut-Maßband und verbindet die Absolutposition und die eingebettete Phaseninformation in einem Code. Diese Technologie ermöglicht RESOLUTE weitaus großzügigere Einstelltoleranzen (Gierwinkeltoleranz von ±0,5°) für eine schnelle und einfache Installation sowie eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit auf Dauer – selbst dann, wenn sich die Bewegungsachsen im Laufe der Zeit absetzen oder bewegen. Eine zusätzliche Unterstützung bei der Installation und Diagnose bietet die am Abtastkopf integrierte Einstell-LED.

Interface-Option 

DRIVE-CLiQ Interface

  • für das DRIVE-CLiQ Protokoll erforderlichDRIVE-CLiQ Interface zur Verwendung mit dem absoluten, berührungslosen RESOLUTE Mess-System
  • auch mit Eingang für zwei Abtastköpfe für hochgenaue Winkelmesssysteme erhältlich
  • zeigt Kommunikationsalarme an
  • Zweitanzeige der Abtastkopf-LED

  

Für die anderen verfügbaren Protokolle ist kein Interface erforderlich.

Optionales Advanced Diagnostic Tool ADTa-100

Advanced Diagnostic Tool ADTa-100

Das RESOLUTE Messsystem ist mit dem Advanced Diagnostic Tool ADTa-100 und der Software ADT View kompatibel. Sie bieten eine umfassende Echtzeit-Datenrückmeldung vom Messsystem zur Unterstützung bei besonders schwierigen Installationen und für die Diagnose. Die intuitiv bedienbare Softwareoberfläche bietet Folgendes:

  • Fernkalibrierung
  • Signaloptimierung über die gesamte Achslänge
  • Digitalanzeige der Messsystemposition (in Bezug auf die Maßverkörperung)
  • Datenexport und -speicherung
  • Null setzen
ProtokollBeschreibungDatenblattKompatible Produkte
BiSS®

Renishaw unterstützt BiSS C (unidirektional) Protokolle für Absolut-Messsysteme. BiSS ist ein serielles Hochgeschwindigkeits-Protokoll, das sich bestens für dynamische Achsen eignet, die hohe Beschleunigungen, gleichmäßige Geschwindigkeitsregelung, eine hervorragende bidirektionale Wiederholgenauigkeit sowie bestmögliche Positionsstabilität erfordern.
RESOLUTE mit BiSS ist als Weg- und als Winkelmesssystem erhältlich und mit einer großen Auswahl an Standardsteuerungen, Antrieben, Digitalanzeigen und PC-Zählerkarten kompatibel.

RESOLUTE BiSS

Seite BiSS-kompatible Produkte

DRIVE-CLiQ

RESOLUTE mit serieller Siemens DRIVE-CLiQ Schnittstelle ist für lineare und rotatorische Anwendungen erhältlich. DRIVE-CLiQ ist die innovative, leistungsstarke Schnittstelle für die Anbindung von Weg- und Winkelmesssystemen und Sensoren an SINUMERIK und SINAMICS Antriebskomponenten.

RESOLUTE DRIVE-CLiQ

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FANUC

RESOLUTE mit serieller FANUC-Schnittstelle ist für rotatorische und lineare Anwendungen erhältlich.
RESOLUTE bietet viele Vorteile für Hochleistungs-Werkzeugmaschinen mit FANUC-Steuerungen. Höhere Drehzahlen, robuste und zuverlässige rein serielle Kommunikation, äußerst geringe Bahnabweichungen und eine größere Servosteifigkeit. Außerdem verhindert die berührungslose Funktionsweise Umkehrspiel, Wellentorsion und andere Hysteresefehler, die bei gekapselten Systemen üblich sind.

RESOLUTE FANUC

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Mitsubishi

RESOLUTE mit serieller Kommunikationsschnittstelle von Mitsubishi ist als Weg- und Winkelmesssystem erhältlich. RESOLUTE ist mit den Servoantrieben der Reihe J4 kompatibel sowie den Antrieben MDS-D2/DH2/DM2/DJ für Anwendungen auf Werkzeugmaschinen.

RESOLUTE Mitsubishi

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Panasonic


RESOLUTE mit serieller Kommunikationsschnittstelle von Panasonic ist in verschiedenen Ausführungen als Weg- und Winkelmesssystem erhältlich. Das mit den Antrieben der A5 und A6 Baureihen kompatible Messsystem bietet wiederholgenaues Feedback mit hoher Auflösung zur besseren Servo- und Geschwindigkeitssteuerung.

RESOLUTE Panasonic

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Yaskawa

RESOLUTE mit serieller Kommunikationsschnittstelle von Yaskawa ist als Weg- und Winkelmesssystem erhältlich und mit Sigma-5 sowie Sigma-7 SERVOPACKs kompatibel.

RESOLUTE Yaskawa

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Technische Daten

Maßverkörperung

Absolut codierter, hochgenauer Edelstahlmaßstab

Abtastkopfgröße (LxBxH)

36 mm x 16,5 mm x 14,8 mm

Teilungsperiode

Nominal 30 µm

Thermischer Ausdehnungskoeffizient bei 20 °C

10,1 ±0,2 μm/m/°C

Gesamtgenauigkeit bei 20 °C

±1,5 μm bis 1 m, ±2,25 μm bis 2 m, ±3 μm bis 3 m, ±4 μm bis 5 m, (einschließlich Steigung und Linearität), Kalibrierung rückführbar auf internationale Normen

Maßbandlänge

Einige BiSS C Protokollvarianten haben eine begrenzte max. Länge

(Siehe Datenblatt für nähere Informationen)

80 mm bis 5 m

Maximale Geschwindigkeit

(Siehe Datenblatt für nähere Informationen)

Bis zu 100 m/s

Protokolle*

BiSS C Mitsubishi

DRIVE-CLiQ†              Panasonic

FANUC Yaskawa

Auflösungen

BiSS C: 50 nm, 5 nm und 1 nm Auflösungen

DRIVE-CLiQ, FANUC und Mitsubishi: 50 nm und 1 nm Auflösungen

Panasonic: 100 nm, 50 nm und 1 nm Auflösungen

Yaskawa: 50 nm und 1 nm Auflösungen

Zyklischer Fehler (SDE)

±40 nm

Elektrische Verbindung

Bis 10 m Kabel mit (9- oder 15-pol.) SUB-D Stecker, ohne Abschlusswiderstand, FANUC-kompatiblem Steckverbinder, LEMO und M12

Spannungsversorgung

5 V ±10%, max. 250 mA bei 5 V (mit Abschlusswiderstand)

Vibration (im Betrieb)

300 m/s2 max. bei 55 Hz bis 2.000

Schock (nicht in Betrieb)

1.000 m/s2, 6 ms, ½ Sinus

Betriebstemperatur

0 ℃ bis +80 °C

Schutzklasse

IP64

Vollständige technische Details finden Sie in den Datenblättern.

* Weitere Protokolle werden ständig hinzugefügt.

DRIVE-CLiQ Spezifikationen erhalten Sie auf dem Datenblatt.

Downloads

Datenblätter

White Paper

Technische Zeichnungen

Funktionsweise

RESOLUTE kommuniziert bidirektional in rein seriellem Format und verwendet verschiedene industrieübliche Protokolle, in proprietärer als auch offener Ausführung. 

Optisches Prinzip des RESOLUTE™ Messsystems mit Anmerkungen

Der Prozess startet ...

Die Steuerung startet den Prozess durch Sendung einer Forderung an den Abtastkopf, die Absolutposition auf dem Maßband – linear oder rotativ – in diesem Augenblick zu erfassen. Der Abtastkopf reagiert durch Blinken einer Hochleistungs-LED, um das Maßband zu beleuchten. Die Leuchtzeit kann so kurz wie 100 ns sein, um eine Bildunschärfe bei sich bewegenden Achsen zu minimieren. Entscheidend ist, dass das Timing auf wenige Nanosekunden gesteuert wird, um die Beziehung zwischen der geforderten und der protokollierten Position aufrecht zu erhalten – ein wesentliches Merkmal, aufgrund dessen sich RESOLUTE ideal für Bewegungssysteme mit einer sehr hohen Spezifikation eignet. 

 

 

Einspuriges Maßband

Das einspurige Maßband besitzt Kontraststreifen über die volle Breite, die auf einer nominalen Teilungsperiode von 30 µm basieren. Das Nichtvorhandensein von mehreren parallelen Spuren verleiht dem System eine wichtige Immunität vor Gierwinkelfehlern und eine viel größere seitliche Toleranz.

Bildaufnahme

Das Maßband wird über eine asphärische Linse, die Verzerrungen minimiert, auf einem benutzerdefinierten Detektor-Array, das speziell für RESOLUTE konzipiert wurde, abgebildet. Die optische Anordnung, mit einem gefalteten Strahlengang aber direkter Abbildung, ist äußerst kompakt und gleichzeitig stabil und garantiert somit die extrem wichtige Genauigkeit für eine überragende Messtechnik.

Datendecodierung und -analyse

Sobald das Image über den Detektor erfasst ist, wird es durch einen Analog-Digital-Wandler (ADC) an einen leistungsstarken Digitalen Signalprozessor (DSP) übertragen. Speziell entwickelte Algorithmen erhalten dann eine absolute, aber relativ grobe Position von dem im Maßband eingebetteten Code. Dieser Prozess wird überprüft und Korrekturen durch weitere Algorithmen im DSP, der die Redundanz und bewusste Begrenzungen im Maßbandcode nutzt, durchgeführt. Unterdessen berechnen andere Routinen eine feine Position mit hoher Auflösung, die dann mit der groben Position kombiniert wird, um eine absolute Position mit einer sehr hohen Auflösung zu bieten.

Abschließende Kontrollen und Datenausgabe

Nach der abschließenden Fehlerprüfung wird diese Information im entsprechenden Protokoll in die Steuerung, als rein serielles Word, das eine Position innerhalb 1 nm darstellt, geladen. Schutz gegen elektrisches Rauschen wird durch eine zyklische Redundanzprüfung (CRC – Cyclic Redundancy Check) geboten. Das gesamte Verfahren kann sogar nur wenige Mikrosekunden dauern und bis zu 25 000 Mal pro Sekunde wiederholt werden. Durch eine Vielzahl an Verfahren, einschließlich der Anpassung der Leuchtzeit-Dauer an die Achsengeschwindigkeit, wird diese Leistung mit bis zu 100 m/s erreicht, während gleichzeitig, und ganz entscheidend, das außergewöhnlich niedrige Positionsrauschen (Jitter) bei langsamer Betriebsgeschwindigkeit so bestehen bleibt.

Und hieraus ergibt sich...

Ein Messsystem mit großzügigen Installationstoleranzen: RESOLUTE erlaubt eine Nick-, Roll- und Gierwinkeltoleranz von ±0,5° und eine beeindruckende Toleranz des Abtastkopfabstandes von ±150 µm. Unterdessen erreichen das große optische Profil und die erweiterten Fehlerkorrektur-Verfahren eine hervorragende Unempfindlichkeit gegenüber optischen Verschmutzungen, sowohl in Bezug auf Partikelverschmutzung als auch fettige Schlieren. Und all dies bei gleichzeitiger Erhaltung der Auflösung von 1 nm bei 100 m/s: RESOLUTE ist die Antwort auf die größte Absolut-Herausforderung!