ナビゲーションのスキップ

REXA ロータリー(角度位置決め用)リングと RESOLUTE™ アブソリュートエンコーダシステム

特徴

  • 使用できるプロトコル:BiSS®、FANUC、Mitsubishi、DRiVE-CLiQ
  • リードヘッドサイズ:36 × 16.5 × 17.2 mm
  • 8,500 rpm で最高 32 ビット/回転
  • 最高 ±1 arc 秒の取付精度
  • 真空対応タイプ、拡張温度範囲タイプ、ケーブルサイド取り出しタイプもご利用いただけます

利点

  • 断面の厚いリング
  • 優れたモーションコントロール性能
  • 汚れに対する非常に高い耐性
  • 大きなセットアップ公差
  • RMS 10nm 未満のジッタにより位置決めの安定性を向上
  • ±40nm のサブディビジョナルエラーでスムーズな速度制御を実現

RESOLUTE とは

RESOLUTE は、汚れに対する高い耐性を備え、優れた仕様で位置決めフィードバックの新天地を開く、真のアブソリュートファインピッチ光学式エンコーダシステムです。36000 rpm で 32 ビットの分解能を実現した世界初のアブソリュートエンコーダです。SDE とジッタが非常に低いため、このクラスの他のエンコーダよりもはるかに優れたロータリーエンコーダシステムを実現します。

英国女王(法人)賞:2015 年度イノベーション賞

 

2015 年度英国女王(法人)賞のイノベーション部門賞を受賞

REXA リングとは

REXA はステンレススチールリングで、その円周には 30µm ピッチで絶対目盛が直接刻み込まれています。厚い断面設計になっているため、偏心を除くあらゆる取付誤差を最小に抑えることができ、偏心も 2 つの RESOLUTE リードヘッドの結果を平均することにより簡単に補正することができます。最高±1arc 秒の取付精度と、優れた繰り返し精度を備え、結合部がないのでカップリングロスの影響を受けることがありません。
REXA は様々なサイズ(Ø52mm~Ø417mm)を用意しています。いずれも、内径が大きい中空構造であるため、装置への取付が柔軟にできます。さらに非接触式のため、従来の密閉式のエンコーダに見られるバックラッシュ、シャフトの捩れ、その他のメカニカルなヒステリシス誤差の影響を受けません。

このエンコーダシステムをお選びいただく理由

汚れに対する高い耐性

他の光学式エンコーダテクノロジーと比較すると、RESOLUTE エンコーダシステムは、汚れに対する高い耐性を実現するための多くの機能が備わっています。RESOLUTE は、最新型の DSP(デジタル信号プロセッサ)を使用して、特別に設計されたカスタムイメージセンサーのデータを解析します。DSP 内では、複雑なアルゴリズムにより、通常ではエンコーダの障害を引き起こすような油汚れの散乱光の影響を排除しています。また、カスタマイズされた点光源の LED が、点滅時間を切り替えて、仕様範囲内の速度で最高の信号を確保できるようにしています。さらに、絶対位置コードパターンに大きな冗長性を持たせているため、RESOLUTE はスケール上が微粒子の汚れで部分的に隠れた部分があっても機能します。

優れたモーションコントロール性能

RESOLUTE の業界をリードする性能は、最先端の信頼性が高い、画期的な動作方法によるものです。このシステムは、スケールピッチが 30µm で、シングルトラックの繰り返しのないバーコードスケール方式を採用しています。高度な光学設計の RESOLUTE リードヘッドは、このスケールのほぼ瞬間的なイメージを取得して、これを分析することにより、100m/s までの速度で真の位置を測定できるようになっています。このシステムは、低いノイズ(ジッタは 10nm RMS 未満)とわずか ±40nm の SDE(サブディビジョナルエラー、つまりスケール周期の誤差)で、1 ナノメートル(1 メートルの 10 億分の一)という微小な分解能の位置決めを行っています。これにより、優れた信頼性のエンコーダフィードバックが提供され、スムーズな速度制御と確実な位置決め安定性が得られます。

大きなセットアップ公差

RESOLUTE は、2 つのトラック(1 つはインクリメンタル、もう1 つはアブソリュート)を横に並べて配置する従来の方法を採用していないため、ヨー方向のわずかな角度のずれによる位相ずれの問題が発生しません。代わりに、このアブソリュートエンコーダは単一トラックのオプティカルアブソリュートスケールを採用して、絶対位置とインクリメンタル位置をシングルコードに組み込んでいます。この方法により、RESOLUTE で全ての方向でのより広いセットアップ公差(ヨー公差 ±0.5°)が得られ、短時間で簡単に取り付けられるだけでなく、経年変化に対しても高い信頼性を実現しています。さらに、取り付けの正確さを簡単に診断するためにセットアップ LED がリードヘッドに組み込まれています。

インターフェースオプション 

DRIVE-CLiQ インターフェース

  • DRIVE-CLiQ プロトコルに必要 RESOLUTE 真のアブソリュート光学式エンコーダ用の DRIVE-CLiQ インターフェース
  • 高精度ロータリーシステム用のデュアルヘッド入力方式もご利用いただけます
  • 通信アラームを表示
  • リードヘッド LED を再現

  

使用できる他のプロトコルにはインターフェースが必要ありません。

プロトコル内容データーシート使用できる製品
BiSS®

レニショーでは、アブソリュートエンコーダの BiSS-C(単一方向)オープンプロトコルをサポートしています。BiSS は高速シリアルプロトコルで、高い加速度、スムーズな速度制御、優れた両方向の繰返し精度、位置決めの高い安定性が求められる動的性能が必要な軸に最適です。BiSS を組み込んだ
RESOLUTE には、業界標準のコントローラ、ドライブ、DRO、PC カウンターカードに使用できるリニアとロータリー(角度位置決め用)のエンコーダがあります。

RESOLUTE BiSS

BiSS 対応製品ページ

DRIVE-CLiQ

Siemens DRIVE-CLiQ インターフェースを組み込んだ RESOLUTE は、リニアとロータリーアのプリケーションに使用できます。DRIVE-CLiQ は、エンコーダと直接計測システム SINUMERIK および SINAMICS ドライブコンポーネントに接続するための、革新的で強力な通信インターフェースです。

RESOLUTE DRIVE-CLiQ

該当なし

FANUC

FANUC シリアルインターフェースを搭載した RESOLUTE はロータリーとリニアのアプリケーションに使用できます。RESOLUTE を FANUC コントローラ搭載の高性能の工作機械に使用することで、高速性、安定性と信頼性の高い純粋なシリアル通信、優れた輪郭作成性能、固定位置での安定性といった、多くの利点を提供します。さらに非接触式のため、従来の密閉式のエンコーダに見られるバックラッシュ、シャフトの捩れ、その他のヒステリシス誤差を排除します。

RESOLUTE FANUC

該当なし

Mitsubishi

Mitsubishi シリアルインターフェースを搭載した RESOLUTE には、ロータリータイプとリニアタイプを用意しています。RESOLUTE は J4 シリーズのサーボドライブと、工作機械アプリケーション用の MDS-D2/DH2/DM2/DJ ドライブに対応しています。

RESOLUTE Mitsubishi

該当なし

技術仕様

計測基準

REXA:超高精度、絶対位置コードのステンレススチールリング

リードヘッドサイズ(長さ×幅×高さ)

36 mm × 16.5 mm × 17.2 mm

スケールピッチ

公称 30μm

リング外径

52mm ~ 417mm

取り付け精度

(直径 100mm 以上)±1 arc 秒

(直径 75mm)±1.5 arc 秒

(直径 57mm 未満)±2 arc 秒

最高速度

(詳細はデータシート参照)

8,500 rpm (52mm リングにて)

プロトコル†

BiSS-C、DRIVE-CLiQ**、FANUC、Mitsubishi

分解能

BiSS-C:18 ビット、26 ビット、32 ビット

FANUC:23 ビット、27 ビット

Mitsubishi 2 線:23 ビット

Mitsubishi 4 線:23 ビット、27 ビット

DRIVE-CLiQ**:26 ビット、29 ビット

サブディビジョナルエラー(SDE)

±40nm

電気接続

ケーブル長 20m まで - D サブコネクタ(9 ピンまたは 15 ピン)、フライングリード、FANUC 互換コネクタ、LEMO、DRIVE-CLiQ インターフェース向け M12

電源

5V ±10%、5V で 250mA(終端)

振動(動作)

55Hz ~ 2,000Hz で最大 300 m/s2

衝撃(非動作)

1,000m/s2、6ms、½ sine

動作温度

0℃ ~ +80℃

防水性能

IP64

全詳細については、データシートを参照してください

他のプロトコルも随時追加されています。

** DRIVE-CLiQ の仕様については、RESOLUTE DRIVE-CLiQ データシートを参照してください。

ダウンロード

データシート

ホワイトペーパー

図面

メカニズム

RESOLUTE は、各種の業界標準プロトコル(コントローラ各社のプロトコルとオープンプロトコル)を使用して、完全なシリアル形式の通信を行います。 

注釈付きの RESOLUTE™ エンコーダ光学機構

プロセスの開始

コントローラは、その瞬間のリニアまたはロータリーのスケールの絶対位置を取得するよう指示するためにリードヘッドにリクエストを送り、動作を開始します。リードヘッドは、スケールに光を照射するために、高出力 LED 光源を点滅させます。この点滅時間は、移動軸上の画像のブレを防止するために、100ns という非常に短い時間で行われます。ここで重要なのは、このタイミングが、リクエストされたタイミングと報告されるタイミングの関係を数ナノ秒単位で一定に維持するように制御することです。これが RESOLUTE が高性能なモーションシステムに適している理由の一つです。 

 

 

シングルトラックスケール

スケールは、原則的に幅全域にわたって対照的な線が刻まれたシングルトラックのスケールで、公称周期は 30µm になります。複数の平行なトラックを使用していないことから、ヨー方向の変化に対して耐性があり、ヘッド位置の横方向の公差が大きくなります。

画像取得

スケールは、歪みを最小限に抑えた非球面レンズにより、RESOLUTE 専用に設計されたカスタムディテクターアレイ上に画像を取得します。折り重なった照射光路と直接画像を取得する光学部品の構成により、コンパクトながら優れた安定性が得られ、高精度の測定に不可欠な信頼性を確保できます。

データのデコードと解析

ディテクタによって取得した画像は、ADC(アナログ-デジタルコンバーター)によって、強力なデジタル信号プロセッサ(DSP)に転送されます。その後、特別に開発されたアルゴリズムを使用して、スケールに埋め込まれたコードから、比較的粗い絶対位置を取得します。このプロセスはチェックが行われており、DSP の別のアルゴリズムがスケールコード内の冗長性と故意な制限を利用して補正を行います。その一方で、他のルーチンが高分解能の詳細な位置を計算し、これを粗い精度の位置と組み合わせることで、高分解能の真の絶対位置を取得します。

最終チェックとデータ出力

最終エラーチェック手順を行った後に、この情報は 1nm 単位で位置を表すシリアルワードとして、コントローラに該当するプロトコルを使用してアップロードされます。この際、CRC(巡回冗長検査)によって、電気ノイズ障害に対する保護が準備されています。全プロセス処理には、数マイクロ秒程しかかからず、これを毎秒最大 25,000 回繰り返すことができます。光のフラッシュ時間の調整などの様々な手段を使用することで、最高速度 100m/s でも性能を維持することができますが、動作速度が低い場合には位置データのジッタをさらに低く抑えることができます。

結果

エンコーダの取り付け公差を非常に大きくすることができます。RESOLUTE では、ヨー、ピッチ、ロールで ±0.5°の姿勢公差を持ち、取付高さ公差は実に ±150µm になります。それと同時に、大きな光学のフットプリントと、高度な誤差補正処理により、粒子とグリス汚れの両方の光学的な汚れに対して優れた耐性を備えています。これらの全ての要因により、100m/s で 1nm の分解能を可能にします。RESOLUTE は、過酷な環境で絶対位置決めを行う場合の最高のソリューションとなります。