RELM20 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
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
- 極めて低い周期誤差：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 (UHV) 対応型
- ほぼゼロに抑えた熱膨張率で超高精度を確保
- 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
- 診断キットで取付け上の問題を解決してシステムを最適化
TONiC UHV とは
TONiC UHV は超高真空に対応したレニショーのコンパクトな非接触式エンコーダシステムで、優れたモーションコントロールを実現します。
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の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。TONiC システムは広い取付け公差を備えており、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。TONiC の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が確保されており、優れたモーションコントロール性能が得られます。
RELM20 スケールとは
RELM20 は、ニッケルと鉄の合金である低熱膨張率の ZeroMet™ から作られたスケールで、目盛りが 20µm ピッチで刻まれています。
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 1.5m 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、20℃で約 0.75±0.35µm/m/℃です。
ニーズに合わせて、専用 UHV 対応両面テープ取付けか機械式クリップ取付けを選択できます。どちらの取付け方式でも、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のメリット
超高真空 (UHV) 対応型
TONiC UHV リードヘッドは、標準タイプの 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で設計製造されたリードヘッドで、10-10Torr までの超高真空条件で使用できます。
TONiC UHV エンコーダと各種アクセサリーは、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) を実現します。そのため、ウェハ処理/検査、科学計測器、分光器、真空検査装置をなどのさまざまな用途に最適です。
取り扱いやすさ
熱膨張率が低い RELM20 ZeroMet スケールは、一般的なガラススケールよりも断面が薄いため、取扱いと取付けが簡単です。また、破損の危険性がなく、高精度が要求される用途にも最適です。
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、優れた信頼性と一貫した性能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され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。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。スムーズな速度制御と位置決めの安定性は、真空中でのモータの発熱抑制に不可欠な要素です。
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
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
- 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。
- 移動軸に合わせて操作を同期する必要がある用途向けに設計
診断キット（アクセサリ）
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 | RELM20：中央にリファレンスマークを搭載した高精度 ZeroMet スケール RELE20（スケール端にリファレンスマークを実装） |
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（20℃時） | 0.75±0.35µm/m/℃ |
精度等級（20℃時） | ±1µm を保証。校正は国際基準に対してトレーサブルです |
リファレンスマーク | IN-TRAC リファレンスマーク リファレンスマークの位置は各種選択可能（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（発注時に選択） |
スケール長 | 20mm～1,500mm |
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 |
動的信号制御 | 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（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） |
| リードヘッド消費電力 | <100mA |
振動（動作） | 最大 100m/s2@55Hz～2,000Hz |
衝撃（非動作） | 1,000m/s2、6ms、½ sine |
動作温度（システム） | 0℃～+70℃ |
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・防塵性能 | 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。
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データシート
インストレーションガイド
ケーススタディ
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。
オプティカルフィルタ機構の進化と選び抜かれた電子部品と組み合わせることで、10m/s の最高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 TONiC Ti リードヘッド内で CORDIC アルゴリズムによって行われ、高分解能バージョンでは、ノイズ低減用の機構を追加搭載することで、わずか 0.5nm RMS というジッタを実現しています。
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。