Skip navigation

RESOLUTE™ FS Absolut-Messsystem mit RESA30 Winkelmessring

Merkmale

  • Protokolle: BiSS® Safety, DRIVE-CLiQ
  • Abtastkopfgröße: 36 x 16,5 x 17,2 mm
  • Auflösungen bis 29 Bit/U bei Drehzahlen von 18.300 min-1
  • Systemgenauigkeit von ±0,52 – 5,49 Winkelsekunden
  • Zertifiziert nach:
    ISO 13849 Kategorie 3 PLd
    IEC 61508 SIL2
    IEC 61800-5-2 SIL2

Vorteile

  • Flacher Messring mit großem Innendurchmesser zur einfachen Installation
  • 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
Transparentes Feld für Website-Banner

Was ist das RESOLUTE FS Messsystem?

Die RESOLUTE FS (Funktionale Sicherheit) Baureihe ist ein absolutes, berührungsloses 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 zu 100 m/s. Mit einem extrem geringen zyklischen Fehler und reduziertem Rauschen (Jitter) übertrifft dieses Winkelmesssystem jedes andere Messsystem seiner Klasse. Zertifiziert nach SIL2 und PLd zur Verwendung in sicherheitsrelevanten Anwendungen.

Der Queen's Award for Enterprise: Innovation 2015

 

RESOLUTE absolutes Messsystem mit 30 µm Teilungsperiode, Gewinner des Queen‘s Award for Enterprise 2015 in der Kategorie Innovation.

Was ist ein RESA30 Ring?

RESA30 ist ein nahtloser Edelstahlring mit direkt auf dem Außendurchmesser aufgebrachter Absolutcodierung. Zwei Versionen sind in einer Vielzahl verschiedener Größen (Ø52 mm bis Ø550 mm) erhältlich. Messringe mit ‚A‘-Sektion, die eine beeindruckende installierte Genauigkeit bieten, besitzen ein Konusmontagesystem, das weniger enge Fertigungstoleranzen voraussetzt und Exzentrizität beseitigt. Dünne Messringe mit ‚B‘-Sektion, die über eine geringe Trägheit und Masse verfügen, sind ebenfalls erhältlich. Beide Messringausführungen verfügen über einen großen Innendurchmesser zur flexiblen Integration. Die berührungslose Funktionsweise verhindert Umkehrspiel, Wellentorsion und andere mechanische Hysteresefehler, die bei gekapselten Systemen üblich sind.

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.

Zertifizierung zur Funktionalen Sicherheit

Die RESOLUTE FS Baureihe ist ein echtes, absolutes, optisches Messsystem, mit Zertifizierungen gemäß den folgenden Standards für Funktionale Sicherheit:

ISO 13849 Kategorie 3 PLd
IEC 61508 SIL2
IEC 61800-5-2 SIL2

Bestimmte Maschinensicherheitsfunktionen wie sicher begrenzte Geschwindigkeit (Safety Limited Speed, SLS) setzen eine funktionale Sicherheit des Wegmesssystem-Feedbacks voraus. Die Verwendung eines Wegmesssystems, das für diese Anwendungen bereits geprüft ist, kann die Maschinenzertifizierung wesentlich erleichtern. Durch Annahme dieser fortschrittlichen Maschinensicherheitsfunktionen können Maschinenhersteller sicherere Maschinen mit umfassenderen Funktionen entwickeln, die Einrichtzeiten und Maschinenausfall reduzieren können.

Großzügige Einstelltoleranzen

RESOLUTE FS verwendet nicht das herkömmliche Dual-Track-System (zwei nebeneinanderliegende Spuren, eine inkremental und eine absolut), das schon bei kleinen Winkelabweichungen zu Messfehlern 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 FS 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

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

Protokolle

ProtokollBeschreibungDatenblatt
BiSS SafetyRenishaw unterstützt BiSS Safety (unidirektional) Protokolle für Absolut-Messsysteme. BiSS Safety 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 FS mit BiSS Safety ist als Weg- und als Winkelmesssystem erhältlich.
RESOLUTE FS BiSS Safety

DRIVE-CLiQ

RESOLUTE FS 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 FS DRIVE-CLiQ

Technische Daten

Maßverkörperung

Nahtloser, absolut codierter Ring aus rostfreiem Stahl (303 / 304) mit geringem Querschnitt, Standard ‚A‘-Sektion mit konischem Innendurchmesser oder ‚B‘-Sektion-Ringe mit geringer Trägheit verfügbar

Abtastkopfgröße (LxBxH)

36 mm x 16,5 mm x 17,2 mm

Teilungsperiode

Nominal 30 µm

Thermischer Ausdehnungskoeffizient bei 20 °C15,5 ±0,5 µm/m/°C

Ring-Außendurchmesser

 52 mm bis 550 mm

Systemgenauigkeit*

±5,49 bis ±0,52 Winkelsekunden (je nach Ringdurchmesser)

Maximale Geschwindigkeit

(Siehe Datenblatt für nähere Informationen)

 18.300 min-1 (auf 52 mm Ring)

Protokolle†

BiSS Safety, DRIVE-CLiQ**

Auflösungen

BiSS Safety: 32-Bit

DRIVE-CLiQ: 26-Bit und 29-Bit

Zyklischer Fehler (SDE)

±40 nm

Elektrische Verbindung

BiSS Safety: bis 10 m Kabel, 9-pol SUB-D und M12 Anschluss

DRIVE-CLiQ Interface: bis 10 m Kabel und M12 Anschluss

Spannungsversorgung

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

Vibration (im Betrieb)

300 m/s2 max. bei 55 Hz bis 2.000 Hz

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.

* Die Systemgenauigkeit entspricht dem Teilungsfehler plus dem zyklischen Fehler. Teilungsgenauigkeit ist der maximale Fehler zwischen dem von einem einzelnen Abtastkopf gemessenen Winkel und der tatsächlichen Rotation. Installationseinflüsse wie Exzentrizitäten sind nicht eingeschlossen.

**BiSS Safety und DRIVE-CLiQ Spezifikationen erhalten Sie auf den Datenblättern.

Downloads

Datenblätter

White Papers

Technische Zeichnungen

Funktionsweise

Das RESOLUTE FS Messsystem 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 das RESOLUTE FS Messsystem 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 die RESOLUTE FS Baureihe 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: Das RESOLUTE FS System 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: Die RESOLUTE FS Baureihe ist die Antwort auf die größte Absolut-Herausforderung.