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Système de codeur incrémental TONiC™ avec anneau rotatif (angulaire) REXM

Caractéristiques

  • Dimensions de la tête de lecture : 35 x 13,5 x 10 mm
  • Résolutions jusqu'à 1 nm
  • Vitesse jusqu'à 3673 tr/min
  • Sorties analogiques ou numériques
  • Erreur de subdivision (SDE) type ultra faible <±30 nm
  • Une version compatible au vide est disponible
  • Marque de référence optique IN-TRAC

Avantages

  • Anneau à section transversale épaisse, précision installée de ± 1 seconde d'arc
  • Tête de lecture super compacte avec conditionnement dynamique du signal pour un meilleur asservissement.
  • Forte immunité à la saleté
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TONiC - Définition

TONiC est un système de codage super compact. Fonctionnant sans contact, il propose des vitesses de jusqu'à 10 m/s et, combiné à l'interface Ti, des résolutions maximales de 1 nm dans des applications tant linéaires que 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.

Anneau REXM - Définition

L'anneau REXM est une bague monobloc en acier inoxydable dont les graduations incrémentales sont gravées au pas de 20 µm directement sur la périphérie. Il comporte la marque de référence optique IN-TRAC™. Sa section transversale plus épaisse permet de réduire toutes les erreurs d'installation hormis l'excentricité, celle-ci étant facilement corrigée au moyen d'une DSi (interface à double signal) et de deux têtes de lecture. Précision totale installée jusqu'à ±1 seconde d'arc, jeux d'accouplement nuls et répétabilité exceptionnelle.
Le REXM est décliné en de nombreux diamètres (52 à 417 mm) et comptages de ligne, chaque modèle ayant un grand diamètre interne pour une installation facile. 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 ?

Ultra haute précision installée

Pour une métrologie angulaire top niveau, l'ensemble REXM, deux têtes de lecture SiGNUM et une DSi (interface double signal) offre une répétabilité exceptionnelle, une perte d'accouplement nulle et une précision installée totale meilleure que ±1 seconde d'arc. La section transversale plus épaisse du REXM minimise toutes les erreurs d'installation, sauf l'excentricité qui est facile à corriger si on combine les sorties de deux têtes de lecture TONiC. Une fois l’excentricité éliminée par la DSi, les seules erreurs restantes sont celles de graduation et de SDE, négligeables l'une comme l'autre.

Fiabilité et performances exceptionnelles dans des dimensions compactes

Pour assurer une fiabilité remarquable, des performances constantes et une très bonne immunité à la saleté, les têtes de lecture TONiC sont dotées d'une optique de filtrage de troisième génération réglée pour donner un niveau de bruit (gigue) encore plus faible. Elles bénéficient également d'un traitement dynamique du signal avec contrôles automatiques de gain et d'offset. Cette combinaison, regroupée à l'intérieur de la tête de lecture, produit des signaux d'une pureté incomparable et une erreur de subdivision ultra faible de <± 30 nm (valeur type). On obtient ainsi une régulation plus homogène de la vitesse et de ce fait des performances supérieures en scanning de même qu'une meilleure stabilité du positionnement, ces paramètres étant essentiels dans de très nombreuses applications. Tout cela regroupé 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.
  • Parfaite pour les applications exigeant des déplacements grande vitesse combinés à un mouvement grande précision (répétable).
Interface Ti (carré)

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)

DSi (interface double signal)

  • La DSi Renishaw combine les signaux incrémentaux venant de deux têtes de lecture TONiC sur un anneau REXM (anneau REXT pour applications à rotation partielle). Elle sert à compenser l'effet des écarts de trajectoire. Elle élimine également les éventuelles erreur harmoniques pour procurer une précision totale installée type de ±2,0 secondes d'arc.Interface DSi (Dual signal) avec anneau rotatif RESM

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

REXM : anneau monobloc en acier inoxydable ultra haute précision

Également disponible pour applications à rotation partielle sous le nom REXT

Dimensions tête de lecture (Lo x La x Ha)

35 mm x 13,5mm x 10mm

Pas de la règle

20 µm

Diamètre externe de l'anneau

52 mm à 417 mm

Nombre de lignes

8192 à 65536 (suivant la taille de l'anneau)

Marque de référence

RESM: une seule marque de référence IN-TRAC

REST: anneau à deux marques de référence pour applications à rotation partielle

Précision totale installée (avec deux têtes de lecture)

(Diamètre ≥100 mm ) ±1 seconde d'arc

(Diamètre ≥75 mm) ±1,5 secondes d'arc

(Diamètre ≥57 mm) ±2 secondes d'arc

Vitesse maximale

Analogique

Numérique

(Voir fiche technique pour plus d'informations)

3673 tr/min à -3 dB (sur REXM de 52 mm)

3673 tr/min (TONiC à résolution 5 μm sur REXM 52 mm)

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

(Voir fiche technique pour plus d'informations sur les résolutions angulaires)

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)

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

Étanchéité

Tête de lecture : IP40

Interface : IP20

Consulter les fiches techniques pour plus de détails complets.

Téléchargements

Fiches techniques

Manuel d’installation

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.