機械設計の新たな可能性を開拓する FORTiS™ クローズドタイプエンコーダ

レニショー製クローズドタイプリニアエンコーダの強み

レニショーは、長年の実績から、キャリブレーション装置やプローブ、工具計測システム、ゲージングシステムの企業として認知されてきました。

ですがそれらの製品だけにとどまらず、先進的な光学技術をベースにしたオープンタイプエンコーダも開発し展開しています。各種オープンタイプエンコーダは、精密測定やモーションコントロールに広く採用され、その性能について高い評価を得ています。

工作機械や精密測定、位置測定そしてモーションコントロールといった各分野で長年にわたって経験を培ってきました。そしてその経験をもとに、既存のクローズドタイプ光学式エンコーダよりも優れたクローズドタイプリニアエンコーダを開発しました。

図 1.スケール (ファインピッチ (30µm)、シングルトラック) の読取りを行う超小型超高速デジタルカメラは、密封したリードヘッドに格納しています。この仕組みにより、優れた環境性能を確保しています。

図 2.FORTiS のヒステリシス誤差。試行回数 5 回（プラス方向 (正方向) とマイナス方向 (逆方向))

FORTiS と競合製品の違い

FORTiS は既存のクローズドタイプ光学式エンコーダと形状や取付け方法という点では同等です。測定長も既存機に適合するよう設計しています。例えば FORTiS-S™ (標準モデル) なら 140mm～3,240mm、FORTiS-N™ (省スペースモデル) なら 70mm～2,040mm の測定長をラインナップしています。

また、一般的なコントローラの通信プロトコルに対応しており、分解能としては 50nm～0.5nm が可能で、マルチリードヘッド仕様や機能安全仕様もご用意しています。

一方、FORTiS の内部構造には、既存のクローズドタイプリニアエンコーダとは一線を画す画期的な設計を施してあります。

スケール (ファインピッチ (30µm)、シングルトラック) の読取りを行う超小型超高速デジタルカメラは、密封したリードヘッドに格納しています (図 1)。この仕組みにより、優れた環境性能を確保しています。

リードヘッドはスケールの上をスケールに接触せずに動くため、ローラーベアリングやスプリングを使った接触式機構を採用している既存設計よりも大きなアドバンテージがあります。

内部に可動部品や摺動部品がないため摩耗が生じず、スケール破損のリスクを最小限に抑え、信頼性を向上しています。長期間にわたるシステムの稼働が可能です。加えて、メカ的な接触が発生する設計で見られるヒステリシスやバックラッシュという誤差 (図 2) を抑えられているため、ワークの表面仕上げや形状の良化に貢献します。

画期的なリードヘッドの設計

開発にあたり重視したのが、振動の影響をいかに抑えるかという点です。硬い材料を加工する場合や断続的な切削を行う場合、ゆるやかな摩耗がある場合など、従来の接触式エンコーダは一定の条件下で振動の影響を受けやすいことが知られています。

それに対し、FORTiS-S、FORTiS-N の両モデルの非接触式リードヘッドでは同調質量減衰技術を採用しているため、クラストップレベルの振動耐性を備えています。

30G を超える負荷で長時間にわたって、さらにはエンコーダの共振周波数でもテストを行い、どちらのモデルも安定した同等の測定性能を維持でき、同じ過酷な環境条件に耐えられることを確認しています。リードヘッド本体 (図 3) は密封してあり、めったにないことですが、ハウジングが水やクーラントなどに浸かってしまってもそれらの浸入に対しての耐性を有しています。そのため、現場でクリーニングを行い、機械が停止してしまった状況から短時間での復帰が可能です。