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RESOLUTE™ UHV Absolut-Messsystem mit REXA30 Winkelmessring

Merkmale

  • Verfügbare Protokolle: BiSS®, Panasonic
  • Abtastkopfgröße: 36 x 16,5 x 17,2 mm
  • Auflösung bis 32 Bit pro Umdrehung
  • Geschwindigkeit bis 8.500 min-1
  • Installierte Genauigkeit bis ±1 Winkelsekunde

Vorteile

  • Messring mit starkem Querschnitt
  • Großzügige Einstelltoleranzen
  • Geringe Ausgasung für Vakuumumgebungen
  • 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 UHV?

RESOLUTE UHV bietet Absolutmesstechnik für Ultrahochvakuum-Anwendungen. Kunden können damit einen höheren Messdurchsatz erzielen, Beschädigungsrisiken senken und die Zuverlässigkeit verbessern.

RESOLUTE übertrifft alle anderen absoluten Messsysteme, die für UHV-Umgebungen entwickelt wurden. Mit seiner 32-Bit-Auflösung bei Drehzahlen von 8.500 min-1 bietet RESOLUTE eine Spezifikation, die in der Messsystem-Technologie eine bahnbrechende Neuerung darstellt.

Der Queen's Award for Enterprise: Innovation 2015

 

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

Was ist ein REXA30 Ring?

REXA30 ist ein nahtloser Edelstahlring mit einer direkt am Außendurchmesser aufgebrachten absoluten Teilungsperiode von 30 µm. Dank seines größeren Querschnitts können sämtliche Installationsfehler mit Ausnahme der Exzentrizität gemindert werden, die sich leicht mithilfe des Durchschnittsergebnisses zweier Resolute Abtastköpfe korrigieren lässt. Der Messring weist eine installierte Gesamtgenauigkeit von bis zu ±1 Winkelsekunde, keine Kupplungsverluste und eine herausragende Wiederholgenauigkeit auf.
REXA30 ist in verschiedenen Größen (Ø52 mm bis Ø417 mm) erhältlich, die alle durch den großen Innendurchmesser eine flexible Integration ermöglichen. 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.

UHV (Ultra-Hochvakuum)

RESOLUTE UHV bietet revolutionäre Absolut-Mess-Technologie von Renishaw mit einem Abtastkopf, der in UHV-Umgebungen bis zu 10 -9 Torr eingesetzt werden kann. Die neue Palette an RESOLUTE UHV Messsystemen ist aus Materialien mit sauberer Restgasanalyse (RGA) hergestellt, wodurch sie sich für Hochleistungs-, Halbleiter- und wissenschaftliche Anwendungen eignet.

Großzügige Einstelltoleranzen

RESOLUTE UHV 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 UHV 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.

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

PanasonicRESOLUTE 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-

Technische Daten

Maßverkörperung

Nahtloser, extrem genauer, absolut codierter Edelstahlring

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 417 mm

Installierte Gesamtgenauigkeit (bei 2 Abtastköpfen)

(≥100 mm Durchmesser) ±1 Winkelsekunde

(75 mm Durchmesser) ±1,5 Winkelsekunden

(≤57 mm Durchmesser) ±2 Winkelsekunden

Maximale Geschwindigkeit

(Siehe Datenblatt für nähere Informationen)

8 500 min-1 (auf 52 mm Ring)

Protokolle†

BiSS C

Auflösungen

BiSS C: 18-Bit, 26-Bit und 32-Bit

Zyklischer Fehler (SDE)

±40 nm

Elektrische Verbindung

Bis 10 m Kabel ohne Stecker

Spannungsversorgung

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

Vibration (im Betrieb)

100 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 +75 °C

Ausbacktemperatur (nicht im Betrieb)

120 °C

Schutzklasse

IP30

Kabelaufbau

Einzelne Abschirmung mit versilbertem Kupfergeflecht. FEP-Aderisolation über verzinntem Kupferdraht.

Vollständige technische Details finden Sie in den Datenblättern.

Weitere Protokolle werden ständig hinzugefügt.

Downloads

Datenblätter

White Papers

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!