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RESM20 ロータリ(角度位置決め用)リングと TONiC™ FS インクリメンタルエンコーダシステム

機能

  • リードヘッドサイズ:35×13.5×10mm
  • 最高速度 3,673rev/min
  • 脱着可能アナログインターフェース (Ti) と、デュアルアウトプットインターフェース (DOP)*
  • 準拠規格:
    ISO 13849 カテゴリ 3 PLd
    IEC 61508 SIL2
    IEC 61800-5-2 SIL2

メリット

  • 取付けが簡単な、内径の大きい薄型リング
  • 動的信号処理でモーションコントロール性能が向上したコンパクトリードヘッド
  • 汚れに対する高い耐性
  • 超低周期誤差:平均±30nm 未満
  • 診断キット
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TONiC FS とは

TONiC FS は、最高速度 10m/s の、コンパクトな非接触式エンコーダシステムです。リニアおよびロータリシステムで使用でき、最高分解能は、DOP インターフェースと組み合わせた場合で、1nm です。取付け公差が広く、ボタン 1 個でキャリブレーションを行えるため、短時間で簡単に取り付けられます。また、動的信号処理により、平均周期誤差±30nm 未満という優れた信号の安定性を確保し、優れたモーションコントロール性能を実現します。機能安全での使用のための SIL2 および PLd 認定に準拠しています。

*アナログサインおよびコサイン出力のみが、機能安全です。

RESM20 リングとは

RESM20 は、円周に 20µm のピッチで目盛りを直接刻んだステンレススチールリングで、IN-TRAC™ オプティカルリファレンスマークが組み込まれています。タイプとしては 2 種類あり、それぞれにさまざまなサイズ (Ø52mm~Ø550mm) があります。A セクションリングは優れた取付け精度を備えています。また、テーパー固定方式を採用しているため、加工パーツの公差を厳しく設定する必要性がなく、偏心を排除できます。また、質量が軽く低イナーシャ設計の薄型 B セクションリングも用意しています。A セクションリングと B セクションリングは、いずれも内径が大きい中空構造であるため、さまざまな方法で装置に取り付けられます。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、シャフトのよじれ、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のメリット

機能安全認定

TONiC FS は、下記の機能安全規格に準拠した、オープンタイプ光学式インクリメンタルエンコーダシステムです。

ISO 13849 カテゴリ 3 PLd
IEC 61508 SIL2
IEC 61800-5-2 SIL2

安全制限速度などの、機械の安全機能の中には、エンコーダからのフィードバックに、機能上の安全性を求めるものがあります。安全性規格の認証を受けたエンコーダを採用することで、機械の認証を大幅に簡素化できます。高度な機械安全性機能を採用することで、工作機械メーカーは、芯出し時間や停止時間を短縮する高度な機能性を備えた、安全性の高い機械を製造できるようになります。

コンパクトサイズで究極の信頼性と性能を実現

TONiC FS リードヘッドには、優れた信頼性、一貫した性能そして高い汚れ耐性を実現するために、第三世代のオプティカルフィルタ機構が実装されています。この機構は、低ノイズ(ジッタ)になるよう調整してあり、オートゲインコントロールやオートオフセットコントロールといった動的信号処理によって、より一層強化されています。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、平均±30nm という非常に低い周期誤差を実現します。その結果、多くの場面で要求される高いスキャニング性能に必要なスムーズな速度制御と位置決めの安定性が、このコンパクトなリードヘッドですべて得られます。

短時間で簡単に取付け

リードヘッドに搭載されているセットアップ LED が信号レベルを視覚的に表示します。アクセサリの診断キットを使用すると、リードヘッドが装置内に組み込まれている場合でも遠隔方式でシステム性能をチェックできます。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でき、機械的な調整や他の診断ツールも不要です。また、IN-TRAC オプティカルリファレンスマーク(ユーザーが位置選択可能)がインクリメンタルスケールに組み込まれているため、サイズがコンパクトに抑えられておりアライメントも簡素化しています。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り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。

対応インターフェース

Ti インターフェース

  • アナログ出力と、CAL ボタン搭載。Ti インターフェース

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。
  • 移動軸と複数動作を同期させる用途向けに設計TONiC デュアル出力(DOP)インターフェース

診断キット(アクセサリ)

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なえるようになります。このソフトウェアは、TONiC 診断用ハードウェアと一緒に使う必要があります。このハードウェアの購入については、レニショーまでお問い合わせください(パーツ No. 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、エンコーダの接続先機器を介して接続できます。

TONiC 診断キットの詳細をご覧ください。

技術仕様

対応スケール

RESM20:薄型のステンレススチールリング。内側にテーパー加工が施されている標準の A セクションリングと低イナーシャの B セクションリングの 2 種類

REST20:パーシャルアーク用

リードヘッドサイズ(長さ×厚さ×幅)

35 mm×13.5 mm×10 mm

スケールピッチ

20µm

熱膨張率 (20℃時)15.5±0.5µm/m/℃

リング外径

52mm~550mm。これより大きなカスタムサイズについては、レニショーまでお問い合わせください。

ラインカウント

8,192~86,400(リングサイズに依存)

リファレンスマーク

RESM20:1 個の IN-TRAC リファレンスマークを配置

REST20:パーシャルアーク用に 2 個のリファレンスマークを配置

精度*

目盛精度

システム精度


±3.97~±0.38arc 秒 (リング直径に依存)

±4.20~±0.40arc 秒 (リング直径に依存)

最高速度

アナログ

デジタル(**DOP と使用時)

(詳細はデータシート参照)

-3dB で 3,673rev/min(52mm の RESM20 の場合)

3,673rev/min(52mm の RESM20 に分解能 5µm の TONiC を使用した場合)

周期誤差

平均±30nm 未満

動的信号制御

オートゲインコントロール、オートオフセットコントロールなどのリアルタイム信号処理で、動作中にパフォーマンス最適化

インクリメンタル信号

アナログ

デジタル(**DOP と使用時)

(角度分解能の詳細はデータシート参照)

1Vpp(20µm 周期)

分解能 5µm~1nm

電気接続

ケーブル長 0.2m、0.5m、1m、1.5m、3m、5m、6m、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%
リードヘッドのみ:<100mA
Ti0000 と使用時:<100mA
DOP と使用時:<275mA

振動(システム)

100m/s2@55Hz~2,000Hz、3 軸

衝撃(システム)

500m/s2、6ms、½ sine、3 軸

動作温度(システム)

0℃~+70℃

防水防塵性能

リードヘッド:IP40
Ti インターフェース:IP20
DOP インターフェース:IP30

* システム精度とは目盛誤差に周期誤差を加えたものです。目盛精度とは、1 個のリードヘッドで計測した角度と真の回転角度との最大偏差です。偏心などの誤差は含みません。

**アナログサインおよびコサイン出力のみが、機能安全です。

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]

ホワイトペーパー

  • ホワイトペーパー:  ロータリエンコーダの精度 ホワイトペーパー: ロータリエンコーダの精度

図面

メカニズム

TONiC FS は、レニショー独自の第三世代のオプティカルフィルタ機構を備えており、この機構が、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します。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 点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。

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といった高度な動的信号処理が組み合わされ、平均±30nm 未満という非常に低い周期誤差を実現しています。

高度化したオプティカルフィルタ機構と、選び抜かれ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。内挿分割は Ti リードヘッド内で CORDIC アルゴリズムによって行われます。高分解能バージョンでは、ノイズ低減用の機構が追加搭載されており、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刻まれており、リードヘッド内のスプリットフォトディテクタにより検出されます。図のように、リファレンスマークのスプリットディテクタがインクリメンタルチャン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双方向の繰り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 1 個で実施でき、動的信号処理を最適化できます。