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Système de codeur absolu RESOLUTE™ UHV avec anneau rotatif (angulaire) RESA

Caractéristiques

  • Protocole disponible : BiSS®
  • Dimensions de la tête de lecture : 36 x 16,5 x 17,2 mm
  • Résolutions jusqu'à 32 bits/tour
  • Vitesse jusqu'à 36 000 tr/min
  • Précision système ± 0.52 - 5,49 secondes d’arc

Avantages

  • Anneau de section mince, avec grand diamètre interne pour faciliter les installations
  • Excellentes performances d'asservissement
  • Larges tolérances de réglage
  • Faible dégazage dans les environnements sous vide
  • Gigue inférieure à 10 nm efficace pour une excellente stabilité de positionnement
  • Erreur de subdivision ± 40 nm pour gestion régulière de la vitesse

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RESOLUTE UHV - Définition

RESOLUTE UHV met la technologie de codage absolu à la portée des applications sous vide poussé. Il permet aux clients d'obtenir des performances supérieures, de réduire les risques de détériorations et d'accroître la fiabilité.

RESOLUTE surpasse tous les autres codeurs absolus conçus pour les environnements à vide poussé. Avec une résolution de 32 bits et jusqu'à 36 000 tr/min, les spécifications de RESOLUTE ouvrent de nouvelles perspectives en technologie de codage.

Prix « Queen's Award for Enterprise » : Innovation 2015

 

Gagnant du « Queen's Award for Enterprise 2015 » dans la catégorie Innovation

Anneau RESA – Définition

L'anneau RESA est une bague monobloc en acier inoxydable dont les graduations absolues sont gravées directement sur sa périphérie. Deux versions sont déclinées avec un grand nombre de tailles (Ø52 mm à Ø550 mm). Les anneaux à section "A" donnent une précision installée impressionnante. Ils comportent un système de montage conique qui réduit l'excentricité et évite le recours à des pièces usinées suivant des tolérances strictes. Des anneaux à section mince « B » à faible masse et faible inertie sont également disponibles. Les anneaux à sections "A" et "B" ont un grand diamètre interne leur permettant de bien s'intégrer aux applications sous vide poussé. Le format sans contact élimine en outre le jeu à l'inversion, la torsion d'axe et autres erreurs d'hystérésis mécaniques propres aux codeurs hermétiques conventionnels.

Pourquoi choisir ce système de codage ?

UHV (Vide poussé)

RESOLUTE UHV prend la technologie révolutionnaire de codeur absolu et l'intègre à une tête de lecture qui convient à un usage en conditions de vide poussé jusqu'à 10-9 Torr. La nouvelle gamme de codeurs RESOLUTE UHV est construite en matériaux donnant de bons résultats à l'analyse de gaz résiduel propre (RGA). Elle convient donc aux applications hautes performances, dans les domaines des semi-conducteurs et de la science.

Excellentes performances d'asservissement

Les performances de premier rang du RESOLUTE UHV sont le produit d'un mode de fonctionnement sophistiqué, fiable et novateur. Un aspect crucial du système est qu'il utilise un format de règle à une seule piste de type "code barre" non répété à pas nominal de 30 µm. Avec sa conception optique sophistiquée, la tête de lecture RESOLUTE saisit une image quasi-instantanée de cette règle qui, une fois analysée, permet d'identifier une position unique à des vitesses pouvant atteindre 100 m/s. Le système permet de déterminer la position avec une résolution très basse (jusqu'à 1 nanomètre, soit 1 milliardième de mètre) et avec un faible niveau de bruit (gigue inférieure à 10 nm efficace et SDE (erreur de subdivision sur une période de règle) de seulement ±40 nm. On obtient ainsi des données de codage d'une fidélité supérieure garantissant une régulation plus homogène de la vitesse et une stabilité de positionnement à toute épreuve.

Larges tolérances de réglage

RESOLUTE UHV ne reprend pas la technique courante qui consiste à utiliser deux pistes côte à côte (une incrémentale, une absolue) car celle-ci pose un problème fondamental de déphasage lorsqu’il y a de petites erreurs d’alignement angulaire. Ce codeur absolu utilise à la place une règle optique absolue à une seule piste qui combine la position réelle absolue et les informations de phase imbriquées en un seul code. Grâce à cette technologie, RESOLUTE UHV offre des tolérances de réglage bien plus larges (tolérance de lacet ± 0.5°) pour une installation rapide et facile ainsi qu’une fiabilité supérieure à long terme même si les axes moteurs se stabilisent lentement ou « bougent » avec le temps. Pour faciliter l’installation et les diagnostics, une LED de réglage est intégrée à la tête de lecture.

ProtocoleDescriptionFiche techniqueProduits compatibles
BiSS®

Renishaw prend en charge le protocole ouvert BiSS C (unidirectionnel) pour codeurs absolus. BiSS est un protocole série grande vitesse qui convient parfaitement aux axes dynamiques exigeant de fortes accélérations, une régulation de vitesse très homogène, une excellente répétabilité bidirectionnelle et une stabilité de positionnement à toute épreuve.
RESOLUTE avec BiSS est disponible à la fois en versions codeurs linéaires et rotatifs (angulaires), compatibles avec une large gamme d'automates courants, d'asservissements, d'afficheurs numériques et de cartes de comptage PC.

RESOLUTE BiSS

Page des produits compatibles avec BiSS

Spécifications techniques

Norme de mesure

RESA : anneau monobloc en acier inoxydable de section mince avec codage absolu, disponible avec section « A » standard à diamètre interne biseauté ou section « B » à faible inertie

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

36 mm x 16,5 mm x 17,2 mm

Pas de la règle

30 µm nominal

Diamètre externe de l'anneau

52 mm à 550 mm

Précision système*

±5,49 à ±0,52 secondes d'arc (suivant diamètre d'anneau)

Vitesse maximale

(Voir fiche technique pour plus d'informations)

36 000 tr/min (sur anneau de 52 mm)

Protocoles†

BiSS-C

Résolutions

BiSS-C: 18 bits, 26 bits et 32-bits

Erreur de subdivision (SDE)

±40 nm

Liaison électrique

Câbles jusqu'à 10 m sans connecteur

Alimentation électrique

5 V ±10%, 250 mA à 5 V (avec terminaison)

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

0 °C à +75 °C

Température d'étuvage (hors fonctionnement)

120 °C

Étanchéité

IP30

Constitution du câble

Blindage unique en maille de cuivre argenté. Isolation de l'âme en FEP, sur fil de cuivre étamé.

Consulter les fiches techniques pour avoir des détails complets.

* La précision système correspond à l'erreur de graduation plus l'erreur de subdivision. La précision de la graduation est la différence maximale entre l'angle mesuré par une seule tête de lecture et la position réelle du codeur tel que gravé. Les perturbations d'applications comme l'excentricité ne sont pas incluses.

D'autres protocoles sont ajoutés au fur et à mesure.

Téléchargements

Fiches techniques

Livres blancs

Schémas techniques

Fonctionnement

RESOLUTE utilise une communication bidirectionnelle purement série avec une gamme de protocoles standard, certains étant ouverts, d'autres propriétaires. 

Schéma optique codeur RESOLUTE™ avec annotations

Le processus commence...

L'automate lance l'opération en envoyant un message de requête à la tête de lecture lui ordonnant de saisir la position absolue sur la règle linéaire ou rotative à cet instant précis. La tête répond en produisant un flash sur la règle au moyen d'une LED haute puissance. La durée de ce flash peut être extrêmement courte (100 ns) pour minimiser le flou d'image sur les axes en mouvement. Un aspect fondamental est que sa synchronisation est commandée à quelques nanosecondes près pour maintenir le rapport entre la position exigée et la position signalée. C'est l'une des caractéristiques essentielles qui font que RESOLUTE convient parfaitement aux asservissements hautes spécifications. 

 

 

Règle à une seule piste

La règle se compose en fait d'une seule piste de lignes contrastées pleine largeur utilisant une période nominale de 30 µm. L'absence de plusieurs pistes parallèles procure une forte immunité aux erreurs de lacet et bien plus de tolérance à la position de tête.

Acquisition d'image

Une image de la règle est prise au travers d'une lentille asphérique, qui minimise la distorsion, sur un réseau de détecteurs conçus spécialement pour RESOLUTE. Notre agencement optique suit une trajectoire d'éclairage en « V » mais donne une imagerie directe. Il est donc très compact mais stable. Ceci permet le niveau de fidélité indispensable à une excellente métrologie.

Décodage et analyse des données

Une fois saisie par le détecteur, l'image est transférée par un convertisseur analogique/numérique (ADC) à un DSP (processeur de signaux numériques) puissant. Des algorithmes spécialement mis au point calculent alors une position véritablement absolue mais relativement approximative à partir des graduations imbriquées dans la règle. Ce processus est vérifié et des corrections sont apportées par la suite par d'autres algorithmes au sein du DSP lesquels font intervenir la redondance et les restrictions intentionnelles des graduations de la règle. Pendant ce temps, d'autres sous-programmes calculent une position à résolution très élevée qui est alors combinée à la position approximative pour donner une position véritablement absolue et très haute résolution.

Derniers contrôles et production de données

À l'issue de procédures finales de contrôle d'erreurs, ces informations sont envoyées, par le protocole approprié, au contrôleur sous la forme d'un mot série pur qui représente la position à 1 nm près. Une protection contre les brouillages électriques est assurée par l'ajout d'un CRC (contrôle de redondance cyclique). Le processus complet prend seulement quelques microsecondes et peut être répété jusqu'à 25 000 fois par seconde. Par diverses techniques, entre autres celle consistant à ajuster la durée du flash lumineux suivant la vitesse d'axe, ces performances sont maintenues à jusqu'à 100 m/s tout en préservant, atout fondamental, une gigue de positionnement exceptionnellement faible aux vitesses d'exploitation basses.

Et c'est ainsi qu'on obtient...

Un codeur avec de grandes tolérances d'installation : RESOLUTE autorise ±0,5° en lacet, tangage et roulis ainsi qu'une tolérance d'entrefer impressionnante de ±150 µm. Pendant ce temps la généreuse empreinte optique et les procédures avancées de correction d'erreur confèrent une excellente immunité à la contamination optique, tant pour les particules que les taches de graisse. Tout cela en maintenant une résolution de 1 nm à 100 m/s : RESOLUTE est la réponse aux défis les plus ardus en terme de positions absolues.