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TONiC™ UHV Inkrementelles Messsystem mit RKLC20-S 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
  • Vom Anwender wählbare, optische IN-TRAC™ Referenzmarke

Vorteile

  • Ultrahochvakuum (UHV)
  • Schmales, 6 mm breites Maßband für platzkritische Anwendungen
  • Thermisch am Untergrund fixierte Maßband für eine verbesserte Messleistung
  • Extrem kompaktes Messsystem mit dynamischer Signalverarbeitung für verbesserte Regelgüte
  • Flexibel auf benötigte Länge kürzbar
  • Hohe Verschmutzungs- und Lösungsmitteltoleranz
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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 RKLC20-S Maßband?

RKLC20-S ist ein schmales, flaches Maßband aus Edelstahl mit einer inkrementellen 20 µm Teilungsperiode und vom Anwender wählbaren IN-TRAC Referenzmarken. Es besitzt eine Genauigkeit von ±5 µm/m und ist in Längen bis 20 Meter (> 20 m auf Anfrage) erhältlich. Das RKLC20-S ist thermisch am Installationsuntergrund fixiert. Damit liefert es eine bessere Messleistung als bei einer festen Verbindung der Maßbandenden mit dem Installationsuntergrund.

Was spricht für dieses Messsystem?

Ultrahochvakuum (UHV)

TONiC UHV Abtastköpfe bauen auf der hervorragenden Leistungsfähigkeit der TONiC Standard-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.

Optimale Zuverlässigkeit und Leistung in kompakter Baugröße

Optimale Zuverlässigkeit, konstante Leistung und hohe Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung erzielt das TONiC System durch Filteroptiken der dritten Generation, welche ein noch geringeres Rauschen 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, die wiederum zu einer besseren Scanleistung und Positionsstabilität führt – grundlegende Voraussetzungen für so viele Anwendungen und alles in einem kompakten Abtastkopf.

Schmales, robustes und vielseitiges Maßband

Das RKLC Messsystem besteht aus einem robusten, 6 mm breiten Edelstahlmaßband von lediglich 0,15 mm Dicke. Dieses dünne Profil ermöglicht bei fester Fixierung der Maßbandenden an einer Maschinenachse dessen Anpassung an den Ausdehnungskoeffizienten und das thermische Verhalten des Installationsuntergrunds. Die Ausdehnungsdifferenz zwischen dem Maßband und der Maschine wird somit minimiert.

Optische IN-TRAC Referenzmarken, die direkt in den Inkrementinformationen des Maßbands integriert sind und eine automatische Synchronisierung ermöglichen, liefern die Referenzpositionen. Die Installation des Messsystems bei Anwendungen mit begrenzten Platzverhältnissen wird durch diese kompakte Maßbandform einfacher.
Darüber hinaus bietet das RKLC Maßband eine Genauigkeit von ±5 µm/m sowie die mechanische und chemische Robustheit von Edelstahl, Aufrollbarkeit für einfache Aufbewahrung und Zuschnitt auf die gewünschte Länge.

Interface-Optionen

TD (Dual Resolution) Interface

  • Rechtecksignale mit zwei wählbaren Auflösungen. Ti Interface (rechteckig)
  • 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.TONiC ‚DOP'-Interface (Dual Output Interface)

Diagnosekit (optional)

TONiC™ Diagnosekit (Software und Hardware)

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.

Hier erfahren Sie Näheres zum TONiC Diagnosekit.

Technische Daten

Maßverkörperung

Schmales Edelstahlmaßband mit selbstklebender Rückseite zur direkten Montage auf einem Installationsuntergrund

Abtastkopfgröße (LxBxH)

35 mm x 13,5 mm x 10 mm

Teilungsperiode

20 μm

Thermischer Ausdehnungskoeffizient

Wie Installationsuntergrund, wenn Maßbandenden mit Endklemmen fixiert sind

Gesamtgenauigkeit bei 20 °C

±5 μm/m

Referenzmarke

IN-TRAC Referenzmarken direkt in RKLC-S eingebettet

Auswahlmagnet zur Bestimmung der gewählten Referenzmarken

Endschalter

Ein oder zwei Endschalter (bei Bestellung angeben)

Maßbandlänge

Bis 20 m (> 20 m auf Anfrage)

Maßbandform (H x B)0,15 mm x 6 mm, einschließlich Klebeband

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)

Vibration (im Betrieb)

100 m/ s2 max. bei 55 Hz bis 2.000 Hz

Schock (nicht in Betrieb)

500 m/s2, 11 ms, ½ Sinus, 3 Achsen

Betriebstemperatur (System)

0 ℃ bis +70 °C

Ausbacktemperatur (nicht im Betrieb)120 °C (nur Abtastkopf und Maßstab)

Schutzklasse

Abtastkopf: IP20

Interface: IP20

KabelaufbauEinzeln geschirmte FEP-Aderisolation mit verzinntem Kupfergeflecht

Vollständige technische Details finden Sie in den Datenblättern.

Downloads

Datenblätter

Software

  • TONiC™ diagnostic software version 1.0 [en]

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.

TONiC™ Optisches Prinzip mit Anmerkungen

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.