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RELM リニアスケールと TONiC™ UHV インクリメンタルエンコーダシステム

特徴

  • リードヘッドサイズ:35 × 13.5 × 10 mm
  • 最高 1nm までの分解能
  • 最高速度 10 m/s
  • アナログ出力またはデジタル出力
  • 極めて低いサブディビショナルエラー(SDE):平均 ±30nm 未満
  • IN-TRAC™ オプティカルリファレンスマーク

利点

  • 超高真空対応型(UHV)
  • 超高精度に加えて熱膨張率がゼロ
  • コンパクトなエンコーダに動的信号処理を使用することでモーションコントロール性能を向上

TONiC UHV とは

TONiC UHV は、レニショーの非常にコンパクトな非接触式エンコーダシステムが超真空アプリケーションに利用できるため、優れたモーションコントロール性能を備えています。
TONiC は、リニアおよびロータリーアプリケーションにおいて最高 10m/s の速度に加え、Ti インターフェースと組み合わせることで 1nm の分解能を実現します。TONiC システムは、短時間で簡単に取り付けることができ、大きなセットアップ公差を備えているだけでなく、ボタンを押すだけでキャリブレーションを実行できます。TONiC の動的信号処理により、平均サブディビショナルエラー(SDE)が ±30nm 未満という優れた信号の安定性が確保され、優れたモーションコントロール性能が得られます。

RELM スケールとは

RELM は、低熱膨張率でニッケルと鉄の合金の ZeroMet™ から作られたスケールで、ピッチは 20µm になっています。
ファインピッチガラススケールに匹敵する性能に加え、長さ 1.13 m で ±1µm 以内の精度(勾配とリニアリティーを含む)を備えています。ZeroMet の熱膨張率は、0℃ ~30℃ までの温度範囲において約 0.6µm/m/℃です。
ニーズに合わせて、特別製造の UHV 対応の両面テープか機械式クリップによる取り付け方式を選択いただけます。いずれの取り付け方式でも、機材に影響されない熱膨張率を維持できます。

このエンコーダシステムをお選びいただく理由

超高真空対応型(UHV)

TONiC UHV リードヘッドは標準 TONiC の優れた性能を継承しながら、超高真空対応の部品と製造工程を使用して設計製造されたリードヘッドで、10 -10 Torr までの UHV(超高真空)条件に対応できるようにしています。
TONiC UHV エンコーダシリーズとアクセサリは、UHV 対応素材と接着剤を使用して特別に製造されており、低いガス放出率とクリーンな残留ガス分析(RGA)を実現するため、ウェハー処理/検査、科学計測器、分光器、真空検査装置をはじめとする様々な用途に最適です。

取り扱いやすさ

低熱膨張率の ZeroMet スケールは、一般的なガラススケールよりも断面が狭いので、取り扱いと取付が簡単で、破損の危険性がなく、高精度が要求されるアプリケーションにも最適です。

サイズがコンパクトで究極の信頼性と性能を実現

TONiC リードヘッドは、究極の信頼性と一貫した性能を確保するために、第三世代のオプティカルフィルター機構を備え、ノイズ(内部ジッタ)をさらに低減するように調整されているだけでなく、オートゲインコントロールとオートオフセットコントロールなどの動的信号処理によってさらに性能を高めています。リードヘッドの内部には、これらの機能すべてが組み込まれており、比類ない純度の信号と、±30nm という非常に低いサブディビジョナルエラーを実現します。この結果、スムーズな速度制御が可能になり、高いスキャニング性能と位置決めの安定性が得られるため、真空内のモータの熱の蓄積を低減することができます。これは、真空アプリケーションで使用するために不可欠な要素が、このコンパクトなリードヘッドにすべて含まれていることを意味します。

短時間で簡単に取付け

リードヘッドには、信号レベルを視覚的に示すセットアップ LED が搭載されているだけでなく、オプションの診断キットを使用すると、リードヘッドが装置内に取り付けられた状態でも遠隔方式でシステム性能をチェックすることができます。リファレンスマークとインクリメンタル信号のキャリブレーションはボタンを押すだけで実行することができ、メカニカルな調整や別の診断ツールも不要です。さらに、コンパクトなサイズと簡単な位置調整を実現するために、客先で位置を選択できる IN-TRAC オプティカルリファレンスマーク(基準位置)をインクリメンタルスケールに組み込んでいます。これにより、仕様範囲内の温度と速度において、分解能単位の両方向の繰返し再現性を備えたリファレンスマーク出力が得られます。

インターフェースオプション

TD(デュアル分解能)インターフェース

  • 選択可能なデュアル分解能のデジタル信号出力。Ti インターフェース(スクエア)
  • 高速移動と高精度の位置決めを必要とするアプリケーションに最適。

DOP(デュアル出力)インターフェース

  • デジタル信号と 1Vpp のアナログ信号を同時出力。
  • 移動軸に合わせて操作を同期する必要があるアプリケーション用に設計。TONiC デュアル出力(DOP)インターフェース

オプションの診断キット

TONiC™ 診断キット(ソフトウェアとハードウェア)

TONiC 診断ソフトウェアバージョン 1.0(2015 年 3 月リリース)を使用すると、TONiC エンコーダを最適な状態で取り付けて、統合的なシステムキャリブレーションを短時間で行うことができるようになります。このソフトウェアは、TONiC 診断用ハードウェアと一緒にお使いいただく必要があります。このハードウェアはレニショーからお求めいただくことができます(パーツ番号 A-9411-0011)。ハードウェアは USB ケーブル(キットに付属)で PC に接続するか、客先エレクトロニクスにインライン接続できます。

TONIC 診断キットの詳細をご確認ください。

技術仕様

計測基準

RELM: 高精度 ZeroMet スケール

スケール端のリファレンスマークを搭載した RELE もご利用いただけます

リードヘッドサイズ(長さ×幅×高さ)

35mm × 13.5 mm × 10 mm

スケールピッチ

20μm

熱膨張係数

~0.6µm/m/℃(0 ℃~ 30 ℃)

<1.4µm/m/℃(30 ℃~ 100 ℃)

精度等級(20 ℃)

±1µm を保証。校正は国際基準に対してトレーサビリティ可能です

リファレンスマーク

IN-TRAC リファレンスマーク

様々なリファレンスマークの位置オプション(詳細はデータシート参照)

リミットスイッチ

デュアルまたはシングルリミット(発注時にお選びください)

スケール長

80mm ~ 1,130mm

最高速度

アナログ

デジタル

(詳細はデータシート参照)

-3dB で最高 10m/s

最高 10 m/s

サブディビジョナルエラー(SDE)

平均 <±30nm

ダイナミック信号制御

オートゲインコントロール(AGC)とオートオフセットコントロール(AOC)により、動作中に最適性能を実現するためのリアルタイム信号適正化処理

インクリメンタル信号

アナログ

デジタル


1Vpp(周期 20µm)

分解能 5µm ~ 1nm

電気接続

ケーブル長 0.5m、1m、1.5m、3m、5m、10m - ミニコネクタ(TONiC インターフェースに直接接続)

電源

5V ±10%、<100mA(アナログシステム)、<200mA(デジタルシステム)(未終端)

リードヘッド消費電力< 100 mA

振動(動作)

55Hz ~ 2,000Hz で最大 100m/s2

衝撃(非動作)

1,000m/s2、6ms、½ sine

動作温度(システム)

0 ℃ ~ +70 °C

ベーキング温度(非動作時)

120 ℃(リードヘッドとスケールのみ)

防水性能

リードヘッド:IP20

インターフェース:IP20

ケーブル

錫メッキ銅縒り単層シールド、フッ素樹脂皮膜芯線

全詳細については、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

ソフトウェア

  • TONiC™ diagnostic software version 1.0 [en]

ユーザーガイド

図面

メカニズム

TONiC リードヘッドは、多くのスケール周期値を平均して、汚れなどの非周期性の特徴を効果的に除去する、レニショー独自の第三世代のオプティカルフィルター機構を備えています。矩形波スケールパターンも除去されて、検出面ではきれいな正弦波の干渉縞が得られます。検出面には複数のフィンガ構造が採用されており、目が細かく、4 つの対称的な位相信号をフォト電流として得ます。これらを組み合わせて DC 成分を除去し、帯域幅を 500kHz 以上に維持しながら、高いスペクトル純度と低いオフセットに抑えたサイン波とコサイン波の信号を出力します。

完全に統合された高度な動的信号処理にオートゲインコントロール、オートバランスコントロール、オートオフセットコントロールを組み合わせることで、平均 ±30nm 未満という非常に低いサブディビジョナルエラー(SDE)を実現しています。

オプティカルフィルター機構を進化させ、慎重に選択した電子部品と組み合わせることで、10m/s の最大速度を実現する広い帯域幅のインクリメンタル信号を確保しながら、このクラスのエンコーダで最小の位置データのジッタ(ノイズ)を実現しています。インターポレータには、TONiC Ti インターフェースの CORDIC アルゴリズムが使用されています。さらに、高分解能バージョンでは、ノイズ低減エレクトロニクスを追加することで、わずか 0.5nm RMS というジッタを実現しています。

注釈付きの TONiC™ 光学機構

インクリメンタルスケールには、IN-TRAC リファレンスマークが組み込まれており、リードヘッド内のスプリットフォトディテクターにより検出されます。図説したように、リファレンスマークのスプリットディテクターをインクリメンタルチャネルのリニアフォトダイオードアレイの中央に直接組み込まれているため、ヨー方向の位相がずれてもほとんど影響を受けることがありません。これにより、仕様範囲内のあらゆる速度で分解能単位の両方向の繰返し再現性を備えたリファレンスマーク出力が得られます。さらに、自動キャリブレーション機能により、リファレンスマークの位相調整をボタン一つで行え、動的信号処理を最適化することができます。