Skip navigation

TONiC™ UHV Inkrementelles Messsystem mit RSLM20 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)
  • Hochgenauer Maßstab
  • Extrem kompaktes Messsystem mit dynamischer Signalverarbeitung für verbesserte Regelgüte
  • Das Diagnosekit bietet Unterstützung bei schwierigen Installationen und hilft bei der Systemoptimierung
Transparentes Feld für Website-Banner

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 RSLM20 Maßband?

Der RSLM20 ist ein Edelstahlmaßstab mit einer 20 µm Teilungsperiode und verschiedenen Optionen für die IN-TRAC optische Referenzmarke wie wählbare Referenzmarke oder einzelne Referenzmarke in der Maßstabmitte oder am Maßstabende.
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?

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.

Robuste Zuverlässigkeit kombiniert mit höherer Genauigkeit

Das TONiC RSLM20 System bietet nicht nur die Einfachheit, Unempfindlichkeit und Anwenderfreundlichkeit eines Maßbandes, sondern auch eine höhere Genauigkeit als Glasmaßstäbe, wodurch es sich hervorragend für lange Hochleistungsachsen eignet.

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. 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.

Alles über das TONiC Diagnosekit erfahren.

Technische Daten

Maßverkörperung

RSLM20: hochgenauer Edelstahlmaßstab

Auch erhältlich mit Referenzmarke am Ende als RSLE20 sowie mit wählbarer Referenzmarke als RSLC20

Abtastkopfgröße (LxBxH)

35 mm x 13,5 mm x 10 mm

Teilungsperiode

20 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, 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

80 mm bis 5.000 mm

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

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.