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TONiC™ インクリメンタルエンコーダシステム with RKLC20-S リニア/パーシャルアークスケール

機能

  • リードヘッドサイズ: 35×13.5×10mm
  • 最高分解能 1nm
  • 最高速度 10m/s
  • アナログ出力またはデジタル出力
  • 超低周期誤差: 平均±30nm 未満
  • 真空対応タイプもラインナップ
  • IN-TRAC™ オプティカルリファレンスマーク

メリット

  • スペースが限られた場合に最適な 幅 6mm の細いスケール
  • パーシャルアーク測定に使用可能
  • 機材へのマスタリングにより測定性能が向上
  • 動的信号処理でモーションコントロール性能を向上
  • 診断キット
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TONiC とは

TONiC はレニショーのコンパクトな非接触式インクリメンタルエンコーダシステムです。最高速度は 10m/s で、Ti インターフェースと組み合わせた場合、リニアおよびロータリシステムとしての最高分解能は 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。

RKLC20-S スケールとは

RKLC20-S は、ユーザー側で位置選択可能な IN-TRAC リファレンスマークを実装し、20µm ピッチのインクリメンタル目盛りが刻まれた薄型で細いステンレススチールテープスケールです。精度は±5µm/m で、最大長は 20m です (20m 超も対応可)。RKLC20-S は機材にマスタリングされるため、スケールの両端をしっかりと機材に固定することで測定性能を向上できます。

また、パーシャルアークでも使用できます。薄いため、半径 30mm 以上の円筒形状やシャフト、円弧に巻きつけられます。

このエンコーダシステムのメリット

コンパクトサイズで究極の信頼性と性能を実現

TONiC 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り強化されています。リードヘッドに内蔵したこれらの機能により、極めて優れた純度の信号と、±30nm という非常に低い周期誤差が実現しています。これらが、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につながっています。

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、アライメントも簡易化しています。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。

細くて頑丈な汎用性の高いスケール

RKLC は幅 6mm、厚さ 0.15mm の頑丈なステンレススチールテープスケールです。機械軸にしっかりと固定することで、機材にマスタリングされ熱膨張率が同程度になります。そのため、スケールと機械との間の熱変位の差を低減できます。

RKLC パーシャルアークスケール

RKLC は、必要な長さに適宜カットして、円筒形状に簡単に取付けできます。複雑な取付け装置や厳密なアライメント面は不要です。

対応インターフェース

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用途に最適

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

機材に直接取り付けられる、両面テープ式スリムステンレススチールテープスケール

パーシャルアークに最適 (最小半径: 30mm)

リードヘッドサイズ (長さ×幅×厚さ)

35mm×13.5mm×10mm

スケールピッチ

20µm

熱膨張率

機材の熱膨張率と同じ (両端をエンドクランプで機材に固定時)

精度等級 (20℃時)

±5µm/m

リファレンスマーク

RKLC-S に直接埋め込まれた IN-TRAC リファレンスマーク

セレクタを複数のリファレンスマークの識別に使用

リミットスイッチ

デュアルまたはシングルリミット (発注時に選択)

スケール長

最長 20m (20m 超も対応可)

スケール形状 (厚さ×幅)0.15mm×6mm (両面テープ込み)

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 10m/s

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


1Vpp (20µm 周期)

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)

振動 (動作)

最大 100m/s2@55Hz~2,000Hz

衝撃 (非動作)

500m/s2、11ms、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

インターフェース: IP20

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

ユーザーガイド

ソフトウェア

  • TONiC™ diagnostic software version 1.0 [en]

メカニズム

TONiC 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。