TONiC™ UHV Inkrementelles Messsystem mit RELM20 Maßband
Merkmale
- Abtastkopfgröße: 35 x 13,5 x 10 mm
- Auflösung bis 1 nm
- Geschwindigkeit bis 10 m/s
- Analoge oder digitale Ausgangssignale
- Sehr geringer zyklischer Fehler (SDE): typischerweise <±30 nm
- Optische IN-TRAC™ Referenzmarke
Vorteile
- Ultrahochvakuum (UHV)
- Sehr hohe Genauigkeit in Kombination mit einer thermischen Ausdehnung von fast null
- Extrem kompaktes Messsystem mit dynamischer Signalverarbeitung für verbesserte Regelgüte
- Das Diagnosekit bietet Unterstützung bei schwierigen Installationen und hilft bei der Systemoptimierung
Was ist TONiC UHV?
Mit TONiC UHV lässt sich das extrem kompakte, berührungslose Messsystem von Renishaw bei UHV-Anwendungen einsetzen, wobei Anwender von einer verbesserten Bewegungsführung profitieren.
TONiC bietet Geschwindigkeiten bis 10 m/s und, in Verbindung mit dem Ti Interface, Auflösungen bis 1 nm sowohl für lineare als auch rotatorische Anwendungen. TONiC Systeme lassen sich dank großzügiger Einstelltoleranzen und Kalibrierung per Knopfdruck schnell und einfach installieren. Die dynamische Signalverarbeitung von TONiC gewährleistet eine verbesserte Signalstabilität mit einem extrem geringen zyklischen Fehler von typischerweise <±30 nm zur Erzielung einer überragenden Regelgüte.
Was ist ein RELM20 Maßband?
RELM20 ist ein Maßstab aus ZeroMet™, einer Legierung aus Nickel und Eisen mit geringer thermischer Ausdehnung. Er besitzt eine Teilungsperiode von 20 µm.
Er ist mit Glasmaßstäben mit feiner Teilungsperiode vergleichbar und bietet eine Gesamtgenauigkeit (einschließlich Steigung und Linearität) von unter ±1 μm bei einer Länge von 1,5 m. ZeroMet besitzt einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 0,75 ±0,35 μm/m/°C bei 20 °C.
Konstrukteure können zwischen speziellem UHV-kompatiblem Klebstoffband oder Montageklammern wählen, je nach Anforderung. Beide Montagemethoden erlauben eine vom Untergrund unabhängige thermische Ausdehnung.
Was spricht für dieses Messsystem?
Ultrahochvakuum (UHV)
TONiC UHV Abtastköpfe bauen auf der hervorragenden Leistungsfähigkeit der standardmäßigen TONiC Abtastköpfe auf, jedoch wurden sie unter Verwendung UHV-tauglicher Materialien und Verfahren entwickelt und hergestellt, sodass sie sich für UHV-Umgebungen bis 10 -10 Torr eignen.
Die Baureihe der TONiC UHV Messsysteme mit Zubehör ist aus vakuumtauglichen Materialien und Klebstoffen gefertigt, um niedrige Ausgasraten und eine nachweislich saubere Restgasanalyse (RGA) zu erhalten. Dadurch eignet sie sich für viele Anwendungen einschließlich Waferhandling/Wafertesting, wissenschaftliche Instrumente, Spektroskopie, Ausrüstung zur Prüfung im Vakuum und vieles mehr.
Einfache Handhabung
Der RELM20 ZeroMet-Maßstab mit geringer thermischer Ausdehnung besitzt einen deutlich geringeren Querschnitt als typische Glasmaßstäbe und erlaubt eine einfachere Handhabung und Installation ohne Bruchgefahr, wodurch der Maßstab hervorragend für höchstanspruchsvolle Präzisionsanwendungen geeignet ist.
Optimale Zuverlässigkeit und Leistung in kompakter Baugröße
Optimale Zuverlässigkeit und konstante Leistung erzielen TONiC Abtastköpfe durch Filteroptiken der dritten Generation, welche ein noch geringeres Rauschen (Jitter) erzeugen und jetzt durch dynamische Signalverarbeitung einschließlich Auto Gain Control und Auto Offset Control weiter verbessert wurden. Diese im Abtastkopf integrierte Kombination erzielt beste Signalreinheit und höchste zyklische Genauigkeit von ±30 nm. Das Ergebnis ist eine gleichmäßigere Geschwindigkeitsregelung für verbesserte Scanleistung und eine erhöhte Positionsstabilität, die wiederum zur Minimierung der Wärmeentwicklung bei Motoren innerhalb des Vakuums beiträgt – grundlegende Voraussetzungen für Vakuumanwendungen in einem kompakten Abtastkopf.
Schnellere und einfachere Installation
Eine Einstell-LED am Abtastkopf zeigt die Signalgröße optisch an; ein optionales Diagnosekit ermöglicht die Fernüberprüfung der Systemleistung, wenn der Abtastkopf in der Maschine nicht zu sehen ist. Die Kalibrierung der Referenzmarke und der Inkrementalsignale erfolgt per Knopfdruck, ganz ohne mechanische Einstellung oder zusätzliche Diagnoseinstrumente. Die vom Anwender wählbare, optische IN-TRAC Referenzmarke ist zwecks kompakter Abmessungen und einfacher Justage in der inkrementellen Maßverkörperung eingebettet. Es wird ein Referenzmarkensignal erzeugt, das über den gesamten Betriebstemperatur- und Geschwindigkeitsbereich in beiden Verfahrrichtungen entsprechend der Auflösung wiederholgenau ist.
Interface-Optionen
TD (Dual Resolution) Interface
- Rechtecksignale mit zwei wählbaren Auflösungen.
- Ideal für Anwendungen, bei denen schnelle Bewegungen mit Präzisionsbewegungen kombiniert werden.
DOP (Dual Output) Interface
- Liefert zeitgleich digitale Rechtecksignale und 1 Vss-Signale.
- Für Anwendungen entwickelt, bei denen ein oder mehrere Abläufe mit einer Bewegungsachse synchronisiert werden müssen.
Diagnosekit (optional)
Die TONiC Diagnosesoftware kann zur Optimierung der Installation von TONiC Messsystemen verwendet werden und bietet eine schnelle und umfassende Systemkalibrierung. Die Software muss in Verbindung mit der TONiC Diagnosehardware eingesetzt werden, die von Renishaw unter der Artikelnummer A-9411-0011 erhältlich ist. Die Hardware wird über das USB-Kabel (im Kit enthalten) an den PC oder in Reihe mit der Kundenelektronik angeschlossen.
Alles über das TONiC Diagnosekit erfahren.
Technische Daten
Maßverkörperung | RELM20: hochgenauer ZeroMet-Maßstab mit mittiger Referenzmarke Auch mit Referenzmarke am Maßstabende als RELE20 erhältlich |
Abtastkopfgröße (LxBxH) | 35 mm x 13,5 mm x 10 mm |
Teilungsperiode | 20 μm |
Thermischer Ausdehnungskoeffizient bei 20 °C | 0,75 ±0,35 µm/m/°C |
Gesamtgenauigkeit bei 20 °C | Zertifiziert auf ±1 µm, Kalibrierung rückführbar auf internationale Normen |
Referenzmarke | IN-TRAC Referenzmarke Verschiedene Referenzmarken-Positionsoptionen, siehe Datenblatt für nähere Informationen |
Endschalter | Ein oder zwei Endschalter (bei Bestellung angeben) |
Maßbandlänge | 20 mm bis 1,5 m |
Maximale Geschwindigkeit Analog Digital | (Siehe Datenblatt für nähere Informationen) Bis zu 10 m/s bei -3 dB Bis zu 10 m/s |
Zyklischer Fehler (SDE) | Typischerweise < ±30 nm |
Dynamische Signalregelung | Signalaufbereitung in Echtzeit einschließlich Auto Gain Control (AGC) und Auto Offset Control (AOC) für optimale Leistung während des Betriebs |
Inkrementalsignale Analog Digital | 1 Vss (20 µm Teilungsperiode) Auflösungen von 5 μm bis 1 nm |
Elektrische Verbindung | 0,5 m, 1 m, 1,5 m, 3 m, 5 m und 10 m Kabel mit Miniverbinder (wird direkt an das TONiC Interface angeschlossen) |
Spannungsversorgung | 5 V ±10%, < 100 mA (analoges System), < 200 mA (digitale Systeme) (ohne Stecker) |
| Stromverbrauch | < 100 mA |
Vibration (im Betrieb) | 100 m/s2max bei 55 Hz bis 2.000 Hz |
Schock (nicht in Betrieb) | 1.000 m/s2, 6 ms, ½ Sinus |
Betriebstemperatur (System) | 0 ℃ bis +70 °C |
Ausbacktemperatur (nicht im Betrieb) | 120 °C (nur Abtastkopf und Maßstab) |
Schutzklasse | Abtastkopf: IP20 Interface: IP20 |
Kabelaufbau | Einzeln geschirmte FEP-Aderisolation mit verzinntem Kupfergeflecht |
Vollständige technische Details finden Sie in den Datenblättern.
Downloads
Datenblätter
Installationsanleitungen
Benutzerhandbuch
Anwenderberichte
Funktionsweise
TONiC verwendet die dritte Generation der einzigartigen Filteroptik von Renishaw, die den Durchschnitt vieler Teilungsperioden ermittelt und nicht-periodische Eigenschaften wie Schmutz, Staub und andere Verunreinigungen herausfiltert. Ebenso wird die rechteckförmige Struktur der Teilungsperiode gefiltert, sodass ein reines Sinussignal auf dem Detektor abgebildet wird. Hier wird eine feine Struktur angewendet, um die Form von vier symmetrischen Phasensignalen darzustellen. Diese Verfahren werden kombiniert, um DC Anteile zu entfernen und ein Sinus-/Kosinussignal mit höchster spektraler Reinheit und geringem Offset zu erzeugen.
In Kombination gewährleisten die vollintegrierte, erweiterte dynamische Signalverarbeitung, Auto Gain Control, Auto Balance Control und Auto Offset Control einen extrem geringen zyklischen Fehler von <±30 nm.
Diese Entwicklung der Filteroptik liefert in Verbindung mit sorgfältig ausgesuchter Elektronik Inkrementalsignale mit großer Bandbreite, wodurch eine max. Geschwindigkeit von 10 m/s mit dem niedrigsten Positionsrauschen (Jitter) unter den Messsystemen seiner Klasse erreicht wird. Die Interpolation erfolgt durch CORDIC-Algorithmen innerhalb des TONiC Ti Interface, wobei Versionen mit höherer Auflösung durch zusätzliche rauschmindernde Elektronik weiter verstärkt werden, um einen Jitter von nur 0,5 nm RMS zu erzielen.
Die IN-TRAC Referenzmarke ist voll in die inkrementelle Maßverkörperung integriert und wird von einem Split-Fotodetektor im Abtastkopf erfasst. Wie aus dem Schaubild hervorgeht, wurde der Referenzmarken-Split-Detektor direkt in die Mitte des linearen Inkrementalkanal-Fotodiodenarray eingebettet und garantiert damit eine größere Unempfindlichkeit gegenüber Gierwinkel-Phasenverschiebung. Dadurch wird ein Referenzmarkensignal erzeugt, das entsprechend der Auflösung bei allen Geschwindigkeiten in beiden Richtungen wiederholgenau ist. Diese einzigartige Anordnung profitiert außerdem von einer automatischen Kalibrierroutine, welche die Referenzmarke elektronisch synchronisiert und die dynamische Signalverarbeitung optimiert.