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EVOLUTE™ アブソリュートエンコーダシステム with RTLA50 リニアスケール

機能

  • プロトコル:BiSS®、Mitsubishi、Panasonic、Yaskawa
  • リードヘッドサイズ:36×16.5×17.2 mm
  • 最高分解能 50nm (100m/s 時)
  • 精度±10µm/m (20℃時)
  • 熱膨張率(20℃時):10.1±0.2µm/m/℃
  • サイドケーブルタイプもラインナップ

メリット

  • 汚れに対する非常に高い耐性
  • 広い取付け公差
  • 優れたモーションコントロール性能
  • 10nm 未満のジッタで位置決めの安定性が向上
  • ±150nm の周期誤差でスムーズな速度制御を実現
  • サイド取付けや反転取付け可能
  • 高度診断ツールにも対応

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EVOLUTE とは

EVOLUTE は、レニショーの、業界で評価を得たアブソリュート技術をベースに開発した、非接触光学式アブソリュートエンコーダです。対応スケールピッチは 50µm で、広い取付け公差と汚れに対する高い耐性を備えており、最高水準の運用上の信頼性だけでなく、短時間での取付けが求められる用途に適します。

最高 50nm の分解能、最先端の光学設計による周期誤差とジッタの低さ、さらに高速信号処理性能を備えた EVOLUTE は、OEM の厳しい要件でも満たせるような性能を発揮します。

 


RTLA50 スケールとは

RTLA50 は、RTLA と同じステンレステープスケールに、50µm のピッチの絶対位置スケールコードが刻まれたスケールです。精度は±10µm/m で、最大長は 10.02m です。取付け方法には 2 種類あります。どちらの方法でも、機材に影響されない熱膨張率を確保しつつ、テープスケールのメリットを得られます。 

  • RTLA50 には、画期的な FASTRACK™ スケールガイドシステムを使用できます。このシステムでは、取付け穴が不要で、短時間で簡単にスケールの経路を敷設できます。位置合わせのためのスペーサを外して、テープスケールを経路に挿入します。
  • RTLA50-S は両面テープを使用して機材に固定します。両面テープは、機材に影響されない熱膨張率を維持できるように製造されています。

なお、どちらのスケールタイプにしても、1 箇所をクランプ固定して基準位置を配置して、取付けを完了します。

このエンコーダシステムのメリット

トラブルシューティングとトラブル解決が簡単

高度診断ツール ADTa-100 で、EVOLUTE™ リードヘッドからさまざまなリアルタイムデータを取得できます。取得したデータは、使い方が簡単なソフトウェアの ADT View で表示します。システムのセットアップには、エンコーダに搭載された内蔵セットアップ LED が十分なことがほとんどですが、高度診断ツールは、通常よりも取付け条件が難しい場合に使用します。また、高度診断ツールをエンコーダパフォーマンスの確認に使用したり、システムのトラブルシューティングに役立てて長いダウンタイムを回避したりできます。

素早く簡単に取付け

機械の製造時間が OEM では重要です。コンポーネントの取付け時間短縮が、リードタイムの短縮、ひいては採算性の向上につながるためです。EVOLUTE リードヘッドは取付け高さが広く (0.8mm)、公差も広い (±0.25mm) ため、短時間で簡単に取り付けられます。また、内蔵セットアップ LED で取付け状態を即時確認できるため、時間のかかる微調整を行う必要がありません。この広い公差は高度な光学部品を使用していることと 2 本のトラック (1 本はインクリメンタル、もう 1 本はアブソリュート) を使用した従来のアブソリュート測定技術を採用していないことで実現しています。そのため、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。

確実な動作

生産設備のユーザーにとって、ダウンタイムを抑えることが最も重要です。EVOLUTE エンコーダは、複数のメカニズムで光学的汚れに対して優れた耐性を維持し、機械稼働時間を確保します。デジタル信号プロセッサでカスタムイメージセンサーから取得したデータを解析します。また、光学イメージングシステムを使用して、通常ではエンコーダの不具合を起こすような油汚れの散乱光の影響を排除しています。点光源のカスタム 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します。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、スケールが微粒子の汚れで部分的に隠れていても EVOLUTE は確実に機能します。

対応インターフェース 

DRIVE-CLiQ インターフェース

  • 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 DRIVE-CLiQ プロトコルに必要
  • 高精度ロータリシステム用のデュアルヘッド入力にも対応
  • 通信アラームを表示
  • リードヘッド LED と同期

高度診断ツール ADTa-100 (アクセサリ)

高度診断ツール ADTa-100

EVOLUTE エンコーダシステムは、高度診断ツール ADTa-100 とソフトウェアの ADT View に対応しています。難しい取付けや診断に役立つさまざまなデータを、エンコーダからリアルタイムで取得できます。ソフトウェアのインターフェースは直感的な作りになっており、下記の機能が使用できます。

  • リモートキャリブレーション
  • フルストロークにわたる信号の最適化
  • エンコーダ位置をデジタル表示 (スケールに対する相対位置)
  • データのエクスポートと保存
  • ゼロ位置の設定

プロトコル

プロトコル説明データシート対応製品
BiSS®

レニショーアブソリュートエンコーダは、BiSS C (単一方向) オープンプロトコルに対応しています。BiSS は高い加速度、スムーズな速度制御、優れた双方向繰り返し精度、確実な位置決めの安定性が求められる動性の高い軸に最適な高速シリアルプロトコルです。

BiSS プロトコルは、業界標準の各種コントローラ、ドライバ、DRO、PC カウンタカードに対応しています。

 EVOLUTE BiSS

BiSS 対応製品ページ

Mitsubishi

Mitsubishi シリアル通信インターフェースは、J4 シリーズのサーボドライバと、工作機械用の MDS-D2、DH2、DM2 および DJ ドライバに対応しています。

EVOLUTE Mitsubishi

該当なし

Panasonic

Panasonic シリアル通信インターフェースは、A5 および A6 シリーズのドライバに対応しています。

EVOLUTE Panasonic

該当なし
Yaskawa

Yaskawa シリアル通信インターフェースは Sigma-5 および Sigma-7 SERVOPACK に対応しています。

EVOLUTE Yaskawa該当なし

技術仕様

対応スケール

RTLA50/FASTRACK: ガイドシステムとステンレススチールテープスケール

RTLA50-S: FASTRACK を使用せずに機材に直接貼り付ける、絶対位置コードが刻まれた両面テープ式ステンレススチールテープスケール

リードヘッドサイズ (長さ×幅×厚さ)

36 mm×16.5 mm×17.2 mm

スケールピッチ

公称 50µm

熱膨張率 (20℃時)

10.1±0.2µm/m/℃

精度等級 (20℃時)

±10µm/m

スケール長

BiSS C® プロトコルバージョンによっては最大長が制限されます (詳細はデータシート参照)

FASTRACK:100 mm~10.02 m

RTLA50/RTLA50-S: 最長 10.02m

最高速度

(詳細はデータシート参照)

最高 100 m/s

プロトコル*

BiSS C、Mitsubishi、Panasonic、Yaskawa

分解能

500nm、100nm、50nm

周期誤差

±150nm

電気接続

ケーブル長 0.5、1、1.5、3m。D サブ 9 ピンコネクタ

電源

5V±10%、最大 250mA@5V (終端)

振動 (動作)

最大 300m/s2@55Hz~2,000Hz、3 軸

衝撃 (非動作)

1,000 m/s2、6ms、½ sine、3 軸 

動作時温度

0℃~+80 °C

防水防塵性能

IP64

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しています。

ダウンロード

データシート

図面

メカニズム

EVOLUTE は、業界標準のプロトコル (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、シリアル形式の双方向通信を行います。

注釈付きの EVOLUTE™ エンコーダ光学機構

プロセスの開始

コントローラが、リニアスケール上の絶対位置を読み取るリクエストを、リードヘッドに送信して動作を開始します。このリクエストを受け、リードヘッドは高出力 LED を点滅させて、スケールを照らします。この点滅は、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。このタイミングは、リクエストした位置とフィードバックした位置間の関係を維持するために数ナノ秒単位で制御されます。このような制御が、EVOLUTE が超高精密なモーションコントロールに最適である理由です。 


シングルトラックスケール

スケールはシングルトラックで、幅全域にわたって反射しやすい線と反射しない線が公称 50µm ピッチで刻まれています。平行に配置した複数のトラックを使用しているわけではないため、ヨー方向の変化に対しての耐性が得られており、またヘッドの横方向への位置公差が広くなっています。

画像取得

スケールの画像は、ゆがみがほぼない非球面レンズを介してカスタムディテクタ上に取得されます。照射経路は曲がっていますが画像の取得は直線で行う、コンパクトさと安定性を両立した光学構成となっています。そのため、高精度の測定に不可欠な、実際の状態の画像を確実にそのまま取得する、ということが実現しています。

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、アナログ-デジタルコンバータによって、高性能デジタル信号プロセッサ (DSP) に転送されます。その後、専用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、比較的おおまかな絶対位置を取得します。このプロセスはチェックされ、DSP の、スケールコード内の冗長性と意図的な制約を利用する別のアルゴリズムによって補正が行われます。その一方で、他のルーチンが高分解能の詳細な位置を算出し、算出した位置とおおまかな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後、この位置情報は 1nm 単位の位置を表すシリアルワードとして、適切なプロトコルでコントローラにアップロードされます。この際、CRC (巡回冗長検査) によって、電気ノイズに対しての保護が施されています。プロセス全体としては、数マイクロ秒程しかかからず、毎秒最大 25,000 回繰り返す場合もあります。この性能は、軸速度に合わせた点滅時間調整などの各種技術によって最高速度 100m/s でも保持されます。また、同時に、低速度域でも超低ジッタを実現しています。

効果

ヨーで±0.75°、ピッチおよびロールで±0.5°、取付け高さで±250µm という、広い取付け公差を実現しています。さらに、広い照射面積と高度な誤差補正処理により、微粒子やグリースによる汚れに対して耐性が非常に高くなっています。そして、最高速度 100m/s で分解能 50nm を実現しています。