VIONiC™ シリーズエンコーダシステム データシート

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1 L C VIONiC シリーズエンコーダシステム VIONiC エンコーダシリーズはレニショーのオプティカルフィルター機構設計と内挿分割技術を統合して開発された 高性能なオールインワン形式の光学式デジタルインクリメンタルエンコーダです 追加アダプタや個別インターフェースを必要としないという利点があります VIONiC は動的モーションコントロール 優れた精度や高速性など 条件の厳しい様々なアプリケーションに最適です VIONiC および という 2 つのタイプのリードヘッドを用意して おり 様々な構成に使用してモーションコン ` リードヘッドも 短時間で簡単に 取り付けることができ 大きなセットアップ公差と自動キャリブレーション機 能を備えています 標準タイプの VIONiC にはダイナミック信号処理技術が組み込まれて おり 平均 ±30 nm 未満という非常に低いサブディビジョナルエラー (SDE) と最高 20 nm の分解能により 信号の安定性が向上しています さらに優れた性能の ViONiCplus の SDE は平均 ±10 nm 未満で最高 分解能も 2.5 nm になります 20 µm のピッチのインクリメンタルシステ ムで世界をリードするモーションコントロールパフォーマンスを実現する ことができます コンパクトなリードヘッド (35 x 13.5 x 10 mm) IN-TRAC 自動位相オプティカルリファレンスマーク ( 基準設定 ) のリニアおよびロータリースケールに使用可能 ノイズ ( 内部ジッタ ) をさらに低減するように最適化された第三世代のオプティカルフィルター機構 ±30 nm VIONIC ±10 nm VIONICplus 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により安定した信号強度が得られることを長期的に保証 内蔵セットアップ LED により簡単に取り付け 最高速度 m/s (0.1µm の分解能で 3.63 m/s) リードヘッドからの直接デジタル信号 : VIONiC の分解能は 5 μm ~ 20 nm の分解能は 0.1 μm ~ 2.5 nm 内蔵デュアルリミット ( リニアのみ ) 最高 70 C の動作温度 セットアップを最適化し システムのトラブルシューティングに役立つオプションの高度診断ツール (ADT)

2 システムの特長 u 高速性 - VIONiC リードヘッドは 最高クロック速度 ( カウンター速度 50 MHz) において最小間隔 25.3 ns で矩形波エッジを出力することで 高分解能でも高速性を実現します u 高精度 - VIONiC リードヘッドは ±1 μm/m という低い熱膨張率のリニアスパスケールから取付誤差が ±1 arc 秒のリングにいたるまで 様々なリニアスケールとロータリースケールに使用することができます u 優れたモーションコントロール - には最新の内挿分割アルゴリズムと信号処理技術が組み込まれており ±10 nm 未満の SDE を実現しています SDE が低いと速度リップルも低くなるため スキャニング測定システムなど 一定の速度が重要になるアプリケーションに最適です のインテリジェントな内挿分割用チップであれば 8,000 倍の内挿分割を行うことができ リードヘッドから直接 2.5 nm の分解能の信号を出力することができます このシステムは 精度と繰り返し精度が極めて重要になる場合に最適です 40 内挿分割を行った誤差 - 10 エンコーダサイクル 誤差 (nm) リードヘッドの位置 (μm) VIONiC および リードヘッドの典型的な SDE グラフ VIONiC VIONiC リードヘッド u VIONiC リードヘッド :20 μm の高性能でオールインワンのオープンタイプ光学式デジタルインクリメンタルエンコーダ 最高 20 nm の優れた分解能を備えており 様々な構成に使用してモーションコントロールシステムの速度を最適化することができます VIONiC の動的信号処理により 平均サブディビショナルエラー (SDE) が ±30 nm 未満と 信号の安定性が向上しており 優れたモーションコントロール性能が得られます 例えば VIONiC をステンレススチールの RTLC スケールと組み合わせて使用することで 様々なリニアモーションコントロールのアプリケーションにおいてリボンスケールの利便性と他に類を見ないほどの頑丈さを確保することができます u リードヘッド : VIONiC 2.5 nm 10 nm を熱膨張率がゼロの超高精度 RELM スケールに使用した場合は 最高レベルの計測性能を確保することができます 2

3 使用可能なスケール u ステンレススチールテープスケール (RTLC): RTLC は画期的なシステムである FASTRACK 内に差し込み RTLC-S テープスケールは両面テープにより機材に直接取り付けます - 精度 :±5 µm/m ( スロープエラーとリニアリティーを含む ) - リニアリティー : 2 点間補正で ±2.5 µm/m を実現可能 - 最大長 :10 m - 熱膨張係数 : 20 C の場合 10.1 ±0.2 µm/m/ C u ステンレススチールスパスケール (RSLM): ステンレススチール製スケールは破損し難く ガラススケールよりも高精度かつ長距離の使用が可能です - 精度 : 最大長 5 m で ±4 µm の精度 - 最大長 :5 m - 熱膨張係数 : 20 C の場合 10.1 ±0.2 µm/m/ C u ZeroMet スパスケール (RELM): 低膨張性の頑丈なニッケル合金スパスケールです - 精度 : 長さ 1m までで ±1µm の精度 - 最大長 :1.5 m - 熱膨張係数 : 20 C の場合 0.75 ±0.35 µm/m/ C u ステンレススチールリング (RESM): 内径が大きく 取り付けが簡単な 独自のテーパー固定式のリングスケールです - 目盛精度 :±0.38 arc 秒 ( 直径 550 mm の RESM リングの場合 ) - リング直径 : 52 mm ~ 550 mm - 熱膨張係数 : 20 C の場合 15.5 ±0.5µm/m/ C u ステンレススチールリング (REXM): 超高精度リングスケールです - 取り付け精度 :2 つの VIONiC リードヘッドと 1 つの DSi を使用することで 偏心を簡単に排除することができ ±1arc 秒の取り付け精度を実現できます - リング直径 : 52 mm ~ 417 mm - 熱膨張係数 : 20 C の場合 15.5 ±0.5µm/m/ C VIONiC のアクセサリー トラブルシューティングとトラブル解決を簡素化 オプションの高度診断ツール (ADT)( パーツ No. A ) を使用すると VIONiC エンコーダから様々な情報をリアルタイムで取得することができます このツールは リードヘッドのセットアップ LED を確認することが困難な場合やトラブルシューティングに役立てることができます 下記が可能です u リモートキャリブレーション機能 u 軸のフルストロークにわたる信号の最適化 u リードヘッドピッチ表示 u リミットおよびリファレンスマークインジケータ u DRO およびリサジュー波形の出力 ADT 向けの無料ソフトウェアを にてダウンロード可能です 推奨 USB ケーブル (A ) を使用して ADT を PC に直接接続することができます 3

4 VIONiC の取り付け図 (RTLC-S スケールの場合 ) 寸法と公差 ( 単位 mm) リファレンスマークセレクター (A ) ( 寸法は P リミットの磁石と同じ ) オプティカルセンターライン ( インクリメンタルおよびリファレンスマーク ) ヨー公差 : ±0.4 (VIONiC と ) ±0.5 ( のみ ) IN-TRAC 2.75 ± ロール公差 ±0.5 リファレンスマーク > 8 取り付け面 P リミットの磁石 (A ) セットアップ LED Q リミットの磁石 (A ) ( 寸法は P リミットの磁石と同じ ) リファレンスマークセレクターセンサーの位置 10 P と Q リミットスイッチセンサーの位置.1* スケールを固定しリードヘッドを動かした際のカウント増加方向 拡大図 A 最低 6 R>30 動的曲げ半径 R>10 静的曲げ半径 スケール厚み M2.5 取付通し穴 2 ヶ所 両側に Ø3 深さ 2.3 のザグリ スケール読み取り面 両面テープの厚み ピッチ公差 : ±1 (VIONiC と ) ±0.5 ( のみ ) Ø 4.25 ± = A 0.6 リードヘッドとスケールのクリアランス 取り付け高さ : 2.1 ±0.15 (VIONiC と ) 2.1 ±0.05 ( のみ ) 4.6* オプティカルセンターラインマーカー * スケール表面からの寸法 = 機材表面からの寸法 ボルト固定式リファレンスマークセレクターの磁石とリミットの磁石を用意しています 詳細については RTLC-S インストレーションガイドを参照してください > 取り付け面 <±10 nm のサブディビジョナルエラー (SDE) を確保するための推奨アライメント公差 SDE ( サブディビジョナルエラー ) の更に詳しい情報については 6 ページ目の一覧表をごらんください 注 : VIONiC の RTLC-S への取り付けを示しています 他のスケールタイプの詳細な取り付け図については 当該 VIONiC インストレーションガイドまたはスケールのデータシートを参照してください 4

5 一般仕様 電源 5V -5%/+10% 平均 200 ma 完全終端 IEC BS EN の SELV 要件に準拠した DC 5V から電源を供給してください リップル 最大周波数 500 khz で最大 200 mvpp 温度 保管時 -20 C ~ +70 C 動作時 0 C to ~70 C 湿度 相対湿度 95% ( 結露なきこと )EN 防水性能 IP40 加速度動作時 400 m/s², 3 軸 衝撃動作時 500 m/s², 11 ms, ½ sine, 3 軸 振動動作時 55 Hz ~ 2000 Hz で最大 100 m/s² 3 軸 質量 リードヘッド 8.6 g ケーブル 26 g/m EMC 準拠 BS EN : 2006 リードヘッドケーブル コネクタのオプション シングルシールド式 外径 4.25 ±0.25 mm 屈曲寿命 : 曲げ半径 30 mm で > サイクル UL 認定コンポーネント コード コネクタタイプ A - D サブ 9 ピン D - D サブ 15 ピン ( 標準ピン配列 ) H - D サブ 15 ピン ( 別のピン配列 ) X - ピン円形コネクタ 速度 クロック出力オプション (MHz) 5 µm (D) VIONiC のみ最高速度 (m/s) 1 µm (X) 0.5 µm (Z) 0.2 µm (W) 0.1 µm (Y) VIONiC と 最高速度 (m/s) 50 nm (H) 40 nm (M) 25 nm (P) 20 nm (I) のみ最高速度 (m/s) 10 nm (O) 5 nm (Q) 2.5 nm (R) 最小エッジ間隔 * (ns) *1m のケーブルのリードヘッドの場合 角度計測の速度はリング直径によります rev/min に変換するには次の数式を使用してください V x 1000 x 60 角度計測速度 (rev/min) p D 記号の意味 :V = 最大リニア速度 (m/s) D = RESM または REXM の外径 (mm) 5

6 システムの特長 リファレンスマーク 形状 インクリメンタルトラックに直接埋め込まれた IN-TRAC リファレンスマーク リファレンスマークの位置については RTLC-S と FASTRACK のデータシートまたは RELM RSLM RESM もしくは REXM のデータシートを参照してください 仕様範囲内の温度と速度で両方向の再現性を実現 電気的に位相調整が行われ 物理的な調整は不要 選択すべてのリファレンスマーク出力 ( アラーム信号形式とリファレンスマークオプション :B または F) 客先で配置したセレクター磁石による単一リファレンスマーク出力 ( アラーム信号形式とリファレンスマークオプション :A または E) セレクター磁石のオプション : 両面テープ式 A かボルト固定式 A 繰り返し精度 仕様範囲の温度と速度において 繰り返し精度は分解能の単位に相当 デュアルリミットスイッチ ( リニアシステムのみ ) 形状 P および Q リミットスイッチ用磁気アクチュエータ 両面テープ式 ボルト固定式 10 mm P リミット A A mm Q リミット A A mm P リミット A mm Q リミット A mm P リミット A mm Q リミット A トリガーポイント 移動方向からの磁石の先端 トリガーポイントの許容範囲 (RTLC-S スケールの場合 ) リードヘッドの移動方向 3 mm のトリガーポイントの許容範囲 公称トリガーポイント 取付方法 位置 繰り返し精度 両面テープまたはボルト固定式 任意の位置 <0.1 mm ダイナミック信号処理様々な作動条件で最適性能を実現するリアルタイム信号調整 オートゲインコントロール (AGC) オートオフセットコントロール (AOC) オートバランスコントロール (ABC) 極めて低いサブディビショナルエラー ( 平均値 ): VIONiC ロータリー Ø >135 mm とリニア <±30 nm <±10 nm ロータリー Ø <135 mm <±20 nm キャリブレーション シンプルな自動キャリブレーション インクリメンタルとリファレンスマーク信号の最適化 6

7 出力信号 デジタル出力 機能 信号 色 D サブ 9 ピン (A) D サブ 15 ピン (D) D サブ 15 ピン ( 別のピン配列 ) (H) ピン円形コネクタ (X) 電源 5 V 茶色 5 7, 8 4, G 0 V 白 1 2, 9 2, 10 H インクリメンタル A + - 赤青 M L B + - 黄緑 J K リファレンスマーク Z + - 紫灰 D E リミット P ピンク 11 8 A Q 黒 10 6 B アラーム E - オレンジ 3 13 F リモート CAL CAL 透明 C シールド 網 ケース ケース ケース ケース 電気結線アースとシールド VIONiC リードヘッド リードヘッド終端 / コネクタ 客先機器 5 V 出力信号 シールド 0 V 重要 : シールドを機械のアース ( フィールドグラウンド FG) に接続する必要があります リードヘッドケーブルの最大長 : 3 m 延長ケーブルの最大長 : ケーブルタイプ リードヘッドのケーブル長 クロック速度に依存 詳細については お近くのレニショー支社までお問い合わせください 推奨信号終端処理 0 V シングルエンドアラーム信号の終端 (D H X のケーブル終端のみ ) リードヘッド A B Z+ 220 pf 客先機器 リードヘッド 5 V 4k7 客先機器 ケーブル Z 0 = 0R 0R 1k8 A B Z- 220 pf E- 4k7 100R 100nF 標準 RS422A ライン受信機回路 ノイズ耐性向上のためのコンデンサを推奨 0 V リミット出力 (D H X のケーブル終端のみ ) 5 V ~ 24 V P Q R* * 抵抗 R を使用して最大電流が 10 ma を超えないようにしてください または 適切なリレーまたは光アイソレータを使用してください リモート CAL 操作 CAL 0 V CAL/AGC のリモート操作は CAL 信号を使用して行うことができます 7

8 出力仕様 デジタル出力信号形状 矩形波ディファレンシャルラインドライバを EIA RS422A に出力 ( P および Q リミットを除く ) インクリメンタル 2 チャンネル A と B ( 90 の位相差 ) 信号周期 P 分解能 S リードヘッドタイプ 分解能オプションコード P (µm) S (µm) D 20 5 VIONiC のみ X Z A W Y B VIONiC と H M P I のみ O Q R リファレンス Z 同期パルス Z 長さは分解能 両方向の繰り返し再現性を実現 注 : ワイドリファレンスマークオプションの長さは信号周期と同じです 詳細については お近くのレニショー支社までお問い合わせください リミットオープンコレクター出力 非同期パルス アクティブハイ 繰り返し精度 <0.1 mm P Q ~ リミットアクチュエータの長さ アラーム非同期パルス ラインドライバ E- インクリメンタル信号の振幅が 20% 未満または 135% を超えたときにアラーム信号がアクティブになります さらに リードヘッドのスピードが最高速度を超えた場合にもアラーム信号がアクティブになります >15 ms またはトライステイトアラーム アラーム状態になると ディファレンシャル ( 差動 ) の出力信号が 15 ms 以上にわたって強制的に開回路となります わかりやすくするため 逆信号は表示していません 8

9 リードヘッドパーツ番号 V2 B B X 30 D s 50 B シリーズ V2-20 µm VIONiC S2-20 µm リードヘッドタイプ B - 標準 ( リニアおよびロータリー >135 mm) C - ロータリー <135mm スケールタイプの互換性 B - RSLM/RELM C - RTLC J - RESM/REXM >135 mm K - RESM/REXM 60 mm ~ 135 mm L - RESM/REXM <60 mm M - RGSZ 部分円弧 >135 mm N - RGSZ 部分円弧 135 mm 分解能 D - 5 µm X - 1 µm Z µm W µm Y µm H - 50 nm M - 40 nm P - 25 nm I - 20 nm O - 10 nm Q - 5 nm R nm ケーブル長 m m 10-1 m m 20-2 m 30-3 m VIONiC ケーブル終端処理 A - D サブ 9 ピン ( トライステイトアラームのみ リミットなし D - D サブ 15 ピン ( 標準ピン配列 ) H - D サブ 15 ピン ( 別のピン配列 ) X - ピン円形コネクタクロック出力オプション 50, 40, 25, 20,, 10, 08, 06, 04, 01 (MHz) アラーム信号形式とリファレンスマークオプション A - ラインドライバアラーム ユーザーが選択可能なリファレンスマーク B - ラインドライバアラーム すべてのリファレンスマークを出力 E - E - トライステイトアラーム ユーザーが選択可能なリファレンスマーク F - トライステイトアラーム すべてのリファレンスマークを出力 9

10 レニショー株式会社 東京都新宿区四谷 レニショービル T F 名古屋支社 愛知県名古屋市東区東桜 大信ビル 4 階 T F E japan@renishaw.com VIONiC シリーズ対応製品 : RELM インストレーションガイド M データシート L RSLM インストレーションガイド M データシート L FASTRACK/RTLC インストレーションガイド M データシート L VIONiC series RTLC-S インストレーションガイド M データシート L RESM インストレーションガイド M データシート L ADT REXM インストレーションガイド M データシート L クイックスタートガイド M データシート L DSi 世界各国でのレニショーネットワークについては弊社の Web サイトをご覧下さい レニショーでは 本書作成にあたり 細心の注意を払っておりますが 誤記等により発生するいかなる損害の責任を負うものではありません RENISHAW および Renishaw ロゴに使用されているプローブシンボルは 英国およびその他の国における Renishaw plc の登録商標です apply innovation と その他のレニショー製品および技術の名称や呼称は Renishaw plc またはレニショー子会社の登録商標です 2017 Renishaw plc 2017 年 04 月内容は予告無く変更される場合があります *L *