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Système de codage incrémental TONiC™ UHV avec règle linéaire RELM

Caractéristiques

  • Dimensions de la tête de lecture : 35 x 13,5 x 10 mm
  • Résolutions jusqu'à 1 nm
  • Vitesse jusqu’à 10 m/s
  • Sorties analogiques ou numériques
  • Erreur de subdivision (SDE) type ultra faible <±30 nm
  • Marque de référence optique IN-TRAC

Avantages

  • Vide poussé (UHV)
  • Très haute précision alliée à une dilatation thermique quasi nulle
  • Codeur super compact avec conditionnement de signal dynamique pour un meilleure asservissement
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TONiC UHV – Définition

Le TONiC UHV Renishaw met un système de codage super-compact sans contact à la portée des applications à vide poussé tout en donnant un meilleur asservissement.
TONiC propose des vitesses de jusqu'à 10 m/s et, une fois combiné à l'interface Ti, des résolutions pouvant atteindre 1 nanomètre dans les applications linéaires et rotatives. Les systèmes TONiC sont rapides et faciles à installer. Ils offrent une ample gamme de tolérances et leur calibration s'effectue par simple pression d'un bouton. Le traitement de signal dynamique du TONiC améliore la stabilité du signal avec une erreur de subdivision ultra faible de (valeur type <±30 nm) pour obtenir des performances supérieures des asservissements.

Règle RELM - Définition

La RELM est une règle rigide fabriquée en ZeroMet™, un alliage nickel/fer à faible dilatation dont le pas est de 20 µm. 
Comparable aux règles en verre à pas fin, elle donne une précision globale (pente et linéarité comprises) meilleure que ±1 µm sur une longueur de 1,5 m. Le ZeroMet a un coefficient de dilatation thermique d'environ 0,6 µm/m/°C sur la gamme de température 0 °C à 30 °C.
Suivant les exigences de montage, les concepteurs de systèmes peuvent choisir entre un ruban adhésif spécialement étudié pour la compatibilité au vide poussé (UHV) et des agrafes mécaniques. Ces deux méthodes de montage permettent une dilatation thermique indépendante de celle du substrat.

Pourquoi choisir ce système de codage ?

Vide poussé (UHV)

Les têtes de lecture TONiC UHV intègrent les performances remarquables du système TONiC standard à une tête de lecture conçue et construite avec des matériaux et des procédés compatibles UHV qui lui permettent de répondre à des conditions de vide poussé de jusqu'à 10-10 Torr.
La gamme de codeurs et accessoires TONiC UHV est construite à base de matériaux et d'adhésifs compatibles au vide. Ils donnent de faibles taux de dégazage et de bons résultats à l'analyse de gaz résiduel propre (RGA). Ils conviennent donc à de nombreuses applications telles que les manipulations et tests de tranches de semi-conducteurs, les instruments scientifiques, la spectroscopie, les équipements d'inspection sous vide, etc.

Facilité de manipulation

La règle RELM à faible dilatation thermique en ZeroMet a une section bien plus petite que celle des règles en verre courantes. Elle permet en outre des manipulation et installation plus faciles sans risque de se casser. Elle est donc idéale pour les applications de précision les plus exigeantes.

Fiabilité et performances exceptionnelles dans des dimensions compactes

Pour une fiabilité exceptionnelle et des performances constantes, les têtes de lecture TONiC sont dotées d'une optique de filtrage troisième génération ajustée pour produire un niveau de bruit (gigue) encore plus faible. Elles bénéficient désormais aussi d'un traitement dynamique du signal avec des contrôles automatiques de gain et d'offset. Tous ces éléments regroupés à l'intérieur de la tête de lecture, donnent des signaux d'une pureté incomparable et une erreur de subdivision ultra faible de seulement ± 30 nm. On obtient ainsi un contrôle plus régulier de la vitesse pour améliorer les performances du scanning et la stabilité du positionnement. Tous ces atouts contribuent à minimiser l'accumulation de chaleur dans les moteurs à l'intérieur du vide, des paramètres essentiels pour les applications sous vide où tout est concentré dans une tête de lecture compacte.

Installation rapide et facile

Une LED de réglage sur la tête de lecture donne une indication visuelle de la qualité du signal et un kit de diagnostic en option permet de contrôler à distance les performances du système quand la tête de lecture est cachée dans la machine. La calibration de la marque de référence et des signaux incrémentaux s'effectue par pression d'un bouton sans aucun réglage mécanique ou outils de diagnostics supplémentaires. La marque de référence optique IN-TRAC que le client peut sélectionner est imbriquée dans la règle incrémentale pour lui conférer des dimensions compactes et un alignement simplifié. On obtient ainsi une sortie de marque de référence répétable dans deux directions à l'unité de résolution sur toute la plage de températures d'exploitation et de vitesses.

Options d'interface

Interface TD (double résolution)

  • Sortie sélectionnable en quadrature double résolution. Interface Ti (carré)
  • Parfaite pour les applications exigeant des déplacements grande vitesse combinés à un mouvement grande précision (répétable).

Interface DOP (double sortie)

  • Elle fournit des signaux simultanés en quadrature numérique et 1 V (crête à crête).
  • Conçu pour des applications exigeant la synchronisation d'une ou plusieurs opérations avec un axe de mouvement.Interface TONiC double sortie (DOP)

Kit de diagnostic en option

Kit de diagnostic TONiC™ (logiciel et matériel)

On peut utiliser la version 1.0 du logiciel de diagnostic TONiC (diffusée en mars 2015) pour optimiser l'installation des codeurs TONiC et pour assurer une calibration rapide et complète du système. Ce logiciel doit être utilisé conjointement avec le matériel de diagnostic TONiC vendu par Renishaw sous la référence A-9411-0011. Ce matériel se branche sur le PC via le câble USB (fourni dans le kit) ou bien en ligne avec l'électronique du client.

Plus d'informations sur le kit de diagnostic TONiC.

Spécifications techniques

Norme de mesure

RELM : Règle rigide haute précision en ZeroMet avec marque de référence médian

Aussi disponible avec marque de référence d'extrémité sous le nom RELE

Dimensions de la tête de lecture (Lo x La x Ha)

35 mm x 13,5 mm x 10 mm

Pas de la règle

20 µm

Coefficient de dilatation thermique

~0,6 µm/m/°C (0 °C à 30 °C)

~1,4 µm/m/°C (30 °C à 100 °C)

Degré de précision à 20 °C

Certifié à ±1 μm, étalonnage conforme aux normes internationales

Marque de référence

Marque de référenceIN-TRAC

Il existe diverses options de position de marque de référence. Voir la fiche technique pour plus d'informations

Fins de course (limites)

Limites doubles ou simples (sélectionnez en passant la commande)

Longueur de la règle

20 mm à 1500 mm

Vitesse maximale

Analogique

Numérique

(Voir fiche technique pour plus d'informations)

Jusqu’à 10 m/s à -3dB

Jusqu’à 10 m/s

Erreur de subdivision (SDE)

Valeur type <±30 nm

Contrôle de signal dynamique

Conditionnement de signal en temps réel avec contrôle automatique de gain (AGC) et d'offset (AOC) pour performances optimisées pendant l'exploitation

Signaux incrémentaux

Analogique

Numérique


1 V crête à crête (période de 20 µm)

Résolutions de 5 µm à 1 nm

Liaison électrique

Câbles 0,5, 1, 1,5, 3, 5 et 10 m avec mini-connecteur (se branche directement sur l'interface TONiC)

Alimentation électrique

5 V ±10%, <100 mA (système analogique), <200 mA (systèmes numériques) (sans terminaison)

Consommation électrique d'une tête de lecture< 100 mA

Vibrations (en fonctionnement)

100 m/s2  maxi sur plage 55 Hz à 2000 Hz

Choc (hors fonctionnement)

1 000 m/s2, 6 ms, ½ sinus

Température d'exploitation (système)

0 °C à +70 °C

Température d'étuvage (hors fonctionnement)

120 °C (Tête de lecture et règle uniquement)

Étanchéité

Tête de lecture : IP20

Interface : IP20

Constitution du câble

Blindage simple en maille de cuivre étamé, isolation de l'âme en FEP

Consulter les fiches techniques pour avoir des détails complets.

 

Téléchargements

Fiches techniques

Logiciel

  • TONiC™ diagnostic software version 1.0 [en]

Guide de l’utilisateur

Schémas techniques

Fonctionnement

TONiC comporte l'optique de filtrage inédite troisième génération Renishaw. En faisant une moyenne de la lecture de nombreux pas de règle, le filtrage de cette optique permet une élimination efficace des éléments non périodiques tels que la saleté. Le motif de règle à onde carrée nominale est également filtré pour ne laisser passer qu'une frange sinusoïdale au niveau du détecteur. Elle emploie une structure à doigts multiples qui est assez fine pour produire des photocourants sous la forme de quatre signaux à phases symétriques. Ils sont combinés pour éliminer les composantes de courant continu et produire des sorties sinusoïdales et cosinusoïdales ayant une grande pureté spectrale et un décalage faible tout en maintenant des bandes passantes au-delà de 500 kHz.

Conditionnement dynamique de signal avancé, entièrement intégré avec contrôles automatiques de gain, d'offset et de balance pour garantir une erreur de subdivision (SDE) ultra faible (valeur type <±30 nm).

Cette évolution de l'optique de filtrage, combinée à une électronique soigneusement sélectionnée permet d'avoir des signaux incrémentaux sur une large bande passante atteignant une vitesse maximale de 10 m/s avec la gigue (bruit) de position la plus faible parmi tous les codeurs dans cette catégorie. L'interpolation est effectuée par algorithme CORDIC dans l'interface TONiC Ti. Des versions fine résolution sont renforcées par une électronique supplémentaire de réduction de bruit afin d'obtenir une gigue d'à peine 0,5 nm efficace.

Schéma optique TONiC™ avec annotations

La marque de référence IN-TRAC est entièrement intégrée à la règle incrémentale. Elle est détectée par un photodétecteur double dans la tête de lecture. Comme le schéma le montre, le double photodétecteur de cette marque est directement imbriqué au centre du canal incrémental du réseau de photodiodes linéaires. Ceci garantit une plus grande immunité à la perte de phase par lacet. On obtient une détection de la marque de référence, répétable dans les deux directions à toutes les vitesses à l'unité de résolution. Cet agencement inédit bénéficie également d'un sous-programme de calibration automatique qui, par l'électronique, met la marque de référence en phase et optimise le conditionnement de signal dynamique.