Enkodery optyczne — najczęściej zadawane pytania
Ogólne
Jaką gwarancją są objęte enkodery firmy Renishaw?
Każdy optyczny enkoder Renishaw objęty jest 2-letnią gwarancją. W przypadku mało prawdopodobnej awarii enkodera niezwłocznie go wymienimy, aby ograniczyć przestoje maszyn do absolutnego minimum.
W jaki sposób firma Renishaw dostarcza produkty wysokiej jakości?
Wszystkie, kluczowe etapy wytwarzania, od montażu płytek obwodów drukowanych i obróbki korpusów aż do końcowego montażu oraz testy są wykonywane we własnym zakresie. W przeciwieństwie do innych firm produkujących enkodery, nasze liniały też wytwarzamy we własnym zakresie. Dzięki takiemu podejściu zachowujemy pełną kontrolę nad jakością produktu na każdym etapie produkcji.
Czy enkodery firmy Renishaw można dostosować do indywidualnych potrzeb?
Enkodery firmy Renishaw są dostępne w szerokiej gamie opcji technicznych, takich jak długości kabli, opcje montażu, interfejsy szeregowe, rozmiary wałków, rozdzielczość oraz opcje elektryczne. Ta elastyczność sprawia, że enkodery doskonale sprawdzają się w większości zastosowań. Jeśli są jednak konkretne wymagania, takie jak na przykład niestandardowa długość kabla, prosimy o kontakt z lokalnym przedstawicielem firmy Renishaw.
Niezabudowane enkodery optyczne
Czy system enkodera absolutnego RESOLUTE™ obsługuje protokół SSI/interfejs szeregowy?
Enkoder RESOLUTE nie obsługuje protokołu SSI. SSI to bardzo prosty protokół komunikacji szeregowej, który nie zapewnia kontroli integralności danych. Seria RESOLUTE obsługuje podobny protokół znany jako BiSS® C (jednokierunkowy). Jest równie prosty jako SSI, lecz wyposażono go w funkcję zgłaszania błędów i ostrzegania, aby uniknąć ryzyka niekontrolowanego ruchu osi. Dane położenia zabezpiecza się przed uszkodzeniem, stosując cykliczną kontrolę nadmiarową (CRC).
Czym wyróżnia się seria niezabudowanych enkoderów optycznych firmy Renishaw?
W tabeli porównawczej niezabudowanych enkoderów optycznych szczegółowo przedstawiono różnice między seriami enkoderów ATOM™, ATOM DX™, TONiC™, VIONiC™, QUANTiC™, RESOLUTE™ i EVOLUTE™.
Jak dobrać najbardziej odpowiedni interfejs do niezabudowanego enkodera optycznego?
Renishaw oferuje szereg interfejsów zgodnych z określonymi niezabudowanymi enkoderami optycznymi typu inkrementalnego:
| Interfejs | Opis | Zgodna głowica enkodera |
| Ti | Interfejs o wysokiej wydajności | ATOM™, TONiC™ |
| TD | Interfejs o podwójnej rozdzielczości | TONiC |
| DOP | Interfejs z dwoma sygnałami wyjściowymi | TONiC |
| Aci | Kompaktowy interfejs interpolatora (płytka obwodów drukowanych) | ATOM |
| Ri | Interfejs 15-stykowy typu D | ATOM |
Liniały
Jakie są cechy liniałów do enkoderów optycznych?
Renishaw produkuje szeroką gamę liniałów do pomiarów liniowych, obrotowych, na łuku częściowym i do pomiarów wieloosiowych przeznaczonych dla niezabudowanych enkoderów optycznych.
- Enkodery liniowe służą do pomiarów ruchu liniowego – zwykle w osi X, Y lub Z.
- Enkodery obrotowe (położenia kątowego) służą do pomiaru położenia kątowego i sterowania ruchem elementów obrotowych.
- Enkoderów do pomiarów na łuku częściowym używa się do pomiarów mniej niż jednego, pełnego obrotu. Liniał nawija się na bębny, wałki lub elementy łukowe.
- Enkoder do pomiarów wieloosiowych służy do pomiarów wieloosiowych w precyzyjnych układach dynamicznych.
W jakich zastosowaniach sprawdzają się liniały enkoderów optycznych?
Liniały liniowe do enkoderów optycznych są wykorzystywane tam, gdzie mierzy się położenie liniowe – zwykle w osi X, Y lub Z. Znajdują one zastosowanie m.in. w obrabiarkach CNC, maszynach współrzędnościowych, precyzyjnych stolikach do produkcji półprzewodników, maszynach drukarskich oraz w systemach automatyzacji przemysłu.
Liniały obrotowe (położenia kątowego) do enkoderów optycznych służą do pomiaru położenia kątowego i sterowania ruchem elementów obrotowych. Znajdują zastosowanie m.in. w przegubach robotów, urządzeniach medycznych i naukowych, maszynach do transportu płytek półprzewodnikowych, mocowaniach przegubowych, antenach, teleskopach oraz serwomotorach.
Liniały do pomiarów na łuku częściowym do enkoderów optycznych służą do pomiarów mniej niż jednego pełnego obrotu. Liniał nawija się na bębny, wałki lub elementy łukowe. Najlepiej sprawdzają się w takich zastosowaniach, jak maszyny do łączenia drutowego, synchroniczne giętarki do zwierciadeł oraz systemy automatyzacji przemysłu.
Systemy optycznych enkoderów do pomiarów wieloosiowych służą do pomiarów wieloosiowych w precyzyjnych układach dynamicznych. Sprawdzają się w zastosowaniach o wysokiej dynamice, jak np. stoliki XY używane w przemyśle półprzewodnikowym, które wymagają wyjątkowej dokładności i powtarzalności, aby sprostać wymaganiom jakości i produktywności.
Z jakich materiałów wykonane są poszczególne liniały i w jaki sposób są montowane?
Firma Renishaw oferuje szeroki asortyment liniałów do pomiarów liniowych, na łuku częściowym, obrotowych i wieloosiowych, wykonanych z następujących materiałów i w następujących wariantach mocowania:
| Rodzaj ruchu | Rodzaj liniału | Materiał | Opcje mocowania |
| Liniowy | RTL (liniał taśmowy ze stali nierdzewnej) | Stal nierdzewna | FASTRACK™ lub samoprzylepny podkład |
| Liniowy | RCL (liniał szklany) | Szkło sodowo-wapniowe | Samoprzylepny podkład |
| Liniowy | REL (liniał ZeroMet™) | ZeroMet – stop niklu z żelazem o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej | Samoprzylepny podkład lub montaż za pomocą zacisków i klamer |
| Liniowy | RSL (liniał ze stali nierdzewnej) | Stal nierdzewna | Samoprzylepny podkład lub montaż za pomocą zacisków i klamer |
| Liniowy | RKL (wąska taśma ze stali nierdzewnej, znana również jako taśma samowzorcująca) | Stal nierdzewna | Samoprzylepny podkład |
| Łuk częściowy | RKL (wąska taśma ze stali nierdzewnej, znana również jako taśma samowzorcująca) | Stal nierdzewna | Samoprzylepny podkład |
| Obrotowy | RES (pierścień ze stali nierdzewnej) | Stal nierdzewna | Mocowanie stożkowe na wcisk |
| Obrotowy | REX (bardzo wysoka dokładność, pierścień ze stali nierdzewnej) | Stal nierdzewna | Mocowanie w kołnierzu |
| Pomiar wieloosiowy | RXMA (liniał szklany 1.5D) | Szkło o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej | Taśma samoprzylepna i epoksydowa termiczna baza wymiarowa |
Które liniały enkoderów liniowych sprawdzają się najlepiej w środowiskach o zmiennych temperaturach?
Wąskie liniały taśmowe ze stali nierdzewnej RKL najlepiej sprawdzają się w środowiskach o zmiennych temperaturach, ponieważ ich właściwości termiczne zależą od podłoża, na którym są zamontowane. Różnice w zachowaniu termicznym liniałów enkoderów Renishaw przedstawiono w poniższej tabeli porównawczej. Więcej szczegółowych informacji można znaleźć w artykule technicznym: Montaż liniału enkodera w celu uzyskania optymalnej wydajności termicznej.
| Rodzaj liniału | Materiał / współczynnik rozszerzalności cieplnej | Opcje mocowania | Wydajność termiczna | Ryzyko histerezy |
| RKL (wąska taśma ze stali nierdzewnej, znana również jako taśma samowzorcująca) | Stal nierdzewna | Taśma samoprzylepna + zaciski epoksydowe | Stabilność w zależności od podłoża | Brak |
| REL (liniał ZeroMet) | Stal o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej | Zaciski lub taśma samoprzylepna | Doskonała minimalna rozbieżność rozszerzalności | Niski (z taśmą) |
| RSL (liniał ze stali nierdzewnej) | Stal nierdzewna | Zaciski lub taśma samoprzylepna | Dobra, umiarkowana rozbieżność | Niski (z taśmą) |
| RTL (liniał taśmowy ze stali nierdzewnej) | Stal nierdzewna | FASTRACK lub taśma samoprzylepna | Dobre wyważenie zmniejsza rozbieżność | Niski (z taśmą) |
Liniały inkrementalne są dostępne z podziałką 20 µm lub 40 µm. Jakie są zalety różnych podziałek skali w różnych zastosowaniach lub środowiskach?
W systemach optycznego enkodera inkrementalnego Renishaw używa się podziałki skali 20 µm lub 40 µm (zależnie od systemu). Mówiąc ogólnie, większa podziałka skali wiąże się z szeroką tolerancją instalacyjna i wyższymi prędkościami, zaś mniejsza podziałka skali z wyższą rozdzielczością i mniejszym błędem cyklicznym (SDE).
Czy Renishaw może dostarczyć liniały do pomiarów wieloosiowych (wielu stopni swobody) o długości powyżej 350 mm?
Tak, Renishaw chętnie przyjmuje zamówienia na niestandardowe enkodery i liniały pomiarowe. Choć standardowy liniał do pomiarów wieloosiowych RXMA ma długość do 350 mm, firma Renishaw dostarczała już wcześniej liniały 1,5D o długości przekraczającej 1 m.
Zabudowane enkodery optyczne
Jaka jest najlepsza metoda zredukowania zużycia sprężonego powietrza w obrabiarkowych układach oczyszczania sprężonym powietrzem?
Najlepszym sposobem na ograniczenie zużycia powietrza do oczyszczania w przypadku użytkowników obrabiarek jest połączenie enkoderów FORTiS™ ze strategią oczyszczania sprężonym powietrzem przy niskim przepływie, polegającą na dostosowywaniu ciśnienia w zależności od ryzyka zanieczyszczenia i układu obrabiarki. Takie podejście pozwala zachować niezawodność, zapewniając jednocześnie znaczące oszczędności energii.
Dowiedz się więcej z noty aplikacyjnej: Zmniejszenie zużycia sprężonego powietrza do oczyszczania dzięki enkoderom FORTiS™, przy osiągnięciu oszczędności energii do 91%.
Jaki jest najszybszy sposób montażu zabudowanego enkodera FORTiS™?
Zabudowane enkodery FORTiS – znane także jako szczelne enkodery – można szybko i łatwo instalować i zestroić przy użyciu szybkiej techniki instalacji.
Jak łatwo można zintegrować zabudowane enkodery Renishaw z istniejącymi systemami w miejsce dotychczasowych rozwiązań?
Zabudowane enkodery optyczne FORTiS™ (znane również jako szczelne enkodery) zaprojektowano z myślą o łatwej integracji w celu zastąpienia tradycyjnych liniowych liniałów szklanych, zapewniając kompatybilność pod względem wymiarów, kształtu i działania z najpopularniejszymi enkoderami zgodnymi ze standardami w branży metrologicznej. Enkodery FORTiS mają takie same otwory na śruby jak te enkodery, można je zamontować na tych samych wspornikach głowicy enkodera, co pozwala na szybką i łatwą wymianę uszkodzonych enkoderów w obrabiarkach na hali produkcyjnej.
Diagnostyka
Jakie są zalety stosowania narzędzi diagnostycznych w procesie instalacji?
Zazwyczaj dioda LED konfiguracji, wbudowana w enkodery optyczne firmy Renishaw, dostarcza wystarczających informacji o stanie urządzenia, aby zapewnić prawidłowy montaż. Podczas instalacji diody LED migają na żółto, a następnie na zielono, sygnalizując siłę i jakość sygnału, a następnie świecą na niebiesko, wskazując, na jakim etapie procesu kalibracji się znajdujesz.
Jednak w wypadku bardziej skomplikowanych sytuacji montażowych kluczową rolę mogą odegrać zaawansowane narzędzia diagnostyczne (ADT) firmy Renishaw. Umożliwiają one uzyskanie szczegółowych informacji z enkodera w czasie rzeczywistym, takich jak wielkość sygnału, krzywe Lissajous, dzienniki ostrzeżeń i błędów, cyfrowy odczyt wskazania (DRO) oraz kalibracja ze szczegółowymi instrukcjami.
Na przykład urządzenia ADT sprawdzają się szczególnie dobrze w sytuacjach, gdy enkodery są umieszczone w trudno dostępnych miejscach wewnątrz obrabiarek oraz gdy system działa w pomieszczeniach bezpyłowych lub w środowisku UHV (o bardzo wysokiej próżni). Zgodność z najsurowszymi wymogami kontroli dostępu do zakładów produkcyjnych gwarantuje, że narzędzia te mogą być nadal używane w strefach o podwyższonym poziomie bezpieczeństwa.
Dowiedz się więcej o zaawansowanych narzędziach diagnostycznych, aby zwiększyć wydajność enkodera.
Wymagania środowiskowe
Jakie testy przeprowadza się w celu uzyskania certyfikatu dla wariantów enkoderów z funkcją bezpieczeństwa (FS) oraz UHV (do bardzo wysokiej próżni)?
W przypadku zastosowań, w których bezpieczeństwo ma krytyczne znaczenie, firma Renishaw oferuje gamę enkoderów z funkcją bezpieczeństwa. Mają one certyfikaty zgodne z następującymi międzynarodowymi normami bezpieczeństwa:
ISO 13849 kategorii 3 PLd
IEC 61508 SIL2
IEC 61800-5-2 SIL2
Firma Renishaw udostępnia również dane dotyczące niezawodności głowic z funkcją bezpieczeństwa.
Przydatność tych produktów do stosowania w bardzo wysokiej próżni (UHV) została potwierdzona przez niezależną, specjalistyczną firmę testującą, łącznie z testem widma analizy gazów resztkowych (RGA) (dostępnym na życzenie).
W jakim stopniu enkodery optyczne Renishaw są odporne na zanieczyszczenia w postaci pozostałości i oleju?
Zabudowane enkodery optyczne wyposażono w uszczelki wargowe DuraSeal™, które zostały przetestowane pod względem zużycia w 14 milionach cykli z użyciem drobnych opiłków żelaza i grysu węglikowego wymieszanych ze smarem. Wytrzymały materiał DuraSeal zapewnia długotrwałe i niezawodne uszczelnienie wokół ostrza głowicy, które chroni układ optyczny enkodera przed zanieczyszczeniem.Obejrzyj film przedstawiający testy wytrzymałości uszczelnień w naszej witrynie internetowej Testowanie enkoderów FORTiS™.
Oferta niezabudowanych, inkrementalnych enkoderów optycznych Renishaw, obejmująca serie ATOM™, TONiC™, VIONiC™ i QUANTiC™, z „filtrującym układem optycznym”, który pozwala na pracę w warunkach umiarkowanego zanieczyszczenia smarem lub olejem. Jedyny niekorzystny efekt to zmniejszenie amplitudy sygnału inkrementalnego; można to skompensować układem automatycznej regulacji wzmocnienia (AGC).
W jakim stopniu enkodery optyczne Renishaw są odporne na drgania?
W zabudowanych enkoderach optycznych Renishaw wykorzystano dynamiczny eliminator drgań, który zapewnia wiodącą w swojej klasie odporność na drgania do 30 g. Obejrzyj film przedstawiający test wibracyjny w naszej witrynie poświęconej testom enkoderów FORTiS.
Niezabudowane enkodery optyczne Renishaw są odporne na drgania o następujących poziomach:
- Seria enkoderów inkrementalnych VIONiC™, TONiC™, QUANTiC™, ATOM™, ATOM DX™: przebieg sinusoidalny maks. 100 m/s² przy 55 Hz do 2000 Hz, w 3 osiach.
- Seria enkoderów absolutnych RESOLUTE™ i EVOLUTE™: przebieg sinusoidalny maks. 300 m/s² przy 55 Hz do 2000 Hz, w 3 osiach.
Instalacja
Jakich rozpuszczalników można użyć do czyszczenia liniałów i głowic?
Zalecane rozpuszczalniki do czyszczenia zależą od użytego systemu enkodera; zostały wymienione w instrukcjach instalacji systemu.
Czy można odkleić liniał z taśmą samoprzylepną i użyć go ponownie?
Samoprzylepnego podkładu nie można użyć ponownie. Podczas odklejania liniału może też dojść do jego uszkodzenia lub pogorszenia parametrów metrologicznych.
Jakie jest rozmieszczenie styków złączy głowic firmy Renishaw?
Gdy to możliwe, firma Renishaw stosuje standaryzowane rozmieszczenie styków w powszechnie używanych 15-stykowych złączach typu D, które występują w analogowych i cyfrowych głowicach oraz interfejsach. Gdy to możliwe, w innych typach złączy również stosuje się rozmieszczenie styków zgodne z normami branżowymi. Rozmieszczenie styków systemów enkoderów firmy Renishaw przedstawiono w instrukcjach instalacji.
Czy w enkoderach firmy Renishaw stosuje się złącza męskie (wtyczka) czy żeńskie (gniazdo)?
Ogólna zasada jest taka, że złączy męskich używa się do wyprowadzania sygnałów inkrementalnych z enkodera, a złączy żeńskich do odbioru sygnałów inkrementalnych z enkodera (np. na interfejsie pośredniczącym). Typy złączy , oraz ich rodzaj – wtyczka lub gniazdo – opisano szczegółowo w instrukcjach instalacji.
Jakie rodzaje złączy do enkoderów optycznych są dostępne?
Seria enkoderów optycznych firmy Renishaw jest dostępna z następującymi opcjami złączy:
Niezabudowane enkodery optyczne
9-stykowe typu D
15-stykowe typu D (standardowy układ styków)
15-stykowe typu D (alternatywny układ styków)
12-stykowe złącze okrągłe
14-stykowe złącze JST
Zabudowane enkodery optyczne
8-stykowe M12
FANUC 20-stykowe
10-stykowe Mitsubishi
17‑stykowe M23
9-stykowe typu D
14‑stykowe LEMO
Luźny przewód połączeniowy
Opcje złączy dla poszczególnych systemów szczegółowo opisano w arkuszach danych technicznych lub instrukcjach instalacji.
W jaki sposób można sprawdzić, czy enkoder działa prawidłowo?
Na głowicy i/lub interfejsie znajduje się zintegrowana dioda LED konfiguracji. Wskazuje ona stan zasilenia głowicy oraz jakość konfiguracji enkodera. Więcej informacji na temat konkretnych systemów można znaleźć w instrukcjach instalacji.
W jaki sposób zewnętrzny i wewnętrzny ekran kabla głowicy można podłączyć do pojedynczego, ekranowanego kabla przedłużającego?
Ekran wewnętrzny kabla głowicy należy podłączyć do linii 0 V przy użyciu złącza pośredniego, a ekran zewnętrzny kabla głowicy należy podłączyć – za pośrednictwem (metalowej/przewodzącej) obudowy złącza – do ekranu kabla przedłużającego w sposób pokazany na poniższym schemacie. Uwaga: ekran zewnętrzny powinien być obwodem ciągłym od korpusu głowicy, przez obudowę złącza aż do układu elektronicznego klienta.

1. Głowica
2. Wewnętrzny ekran
3. Zewnętrzny ekran
4. Złącze
5. Przedłużenie z pojedynczym ekranem
6. Układ elektroniczny klienta
7. Sygnały wyjściowe
Jaka jest trwałość kabla głowicy?
Przetestowana trwałość wszystkich typów kabli głowicy wynosi > 20 x 106 cykli.
Zależnie od średnicy kabla jego trwałość testuje się przy promieniu zgięcia 20 lub 50 mm. Więcej informacji można znaleźć we właściwej instrukcji instalacji systemu enkodera.
Jaka jest maksymalna długość kabla przedłużającego bez wprowadzania zniekształceń sygnału?
Informacje na temat długości kabla przedłużającego w konkretnych systemach można znaleźć w instrukcjach instalacji.
Czy trzeba ponownie kalibrować system enkodera firmy Renishaw?
Systemy enkoderów inkrementalnych Renishaw generują sygnały położenia względnego natychmiast po włączeniu zasilania, jednak dla uzyskania optymalnej wydajności konieczne jest skalibrowanie znaczników odniesienia. Więcej informacji na temat konkretnych systemów można znaleźć w instrukcjach instalacji.
Jakie złącze występuje w enkoderze ATOM DX™ w wersji z wyprowadzeniem u góry?
Głowicę ATOM DX wyposażono w 10-stykowe złącze JST, które współpracuje ze złączem 10SUR-32S.
Czy Renishaw oferuje kable do głowic z wyprowadzeniem u góry?
Tak, oferujemy kable z 15-stykowym złączem typu D lub 10-stykowym złączem JST (SUR) w czterech długościach, w tym 0,5, 1, 1,5 i 3 metrów. Szczegółowe numery katalogowe można znaleźć w arkuszu danych technicznych ATOM DX.
Jaki jest najlepszy sposób na szybki i łatwy montaż głowic enkodera i liniałów firmy Renishaw?
Szczegółowe informacje na temat poszczególnych systemów enkodera można znaleźć w instrukcjach instalacji i filmach wideo.
Zaawansowane narzędzia diagnostyczne mogą pomóc w szybkiej i łatwej konfiguracji enkodera oraz diagnostyce błędów w instalacjach z układami dynamicznymi.
Funkcjonalność techniczna
Co to jest enkoder i jak działa?
Enkoder to urządzenie elektromechaniczne, które zamienia informacje w jednym formacie lub kodzie na drugi format lub kod. Enkoder, taki jak ten produkowany przez firmę Renishaw, przekształca ruch liniowy lub obrotowy na sygnał elektryczny, który dostarcza informacji o położeniu i kierunku ruchu.
W enkoderach wykorzystano szereg różnych technologii pomiarowych: Firma Renishaw specjalizuje się w systemach enkoderów optycznych, indukcyjnych i laserowych. RLS, przedsiębiorstwo stowarzyszone z Renishaw, specjalizuje się w enkoderach magnetycznych.
Więcej informacji można znaleźć w artykule wprowadzającym do systemów enkoderów.
Jaka jest różnica między enkoderami analogowymi i cyfrowymi?
Głowica enkodera inkrementalnego wysyła informacje dotyczące położenia jako sygnał analogowy lub cyfrowy. Sygnały cyfrowe mogą być generowane w głowicy lub za pośrednictwem zespołu interfejsu zewnętrznego.
Wyjście analogowe (lub cyfrowe z interfejsu zewnętrznego) składa się z sygnału sinusoidalnego i sygnału kosinusoidalnego, które są przesunięte względem siebie o 90°. Sygnały te znane są jako analogowe sygnały kwadraturowe i mogą być odczytywane przez szeroką gamę napędów i sterowników. Wyjściowy sygnał cyfrowy można utworzyć, podając sygnał analogowy do zespołu interfejsu zewnętrznego. Funkcje dostępne wyłącznie za pośrednictwem zespołu interfejsu zewnętrznego to:
- Bardzo precyzyjna interpolacja (dla rozdzielczości 2 nm lub 1 nm)
- Niektóre interfejsy są wyposażone w diodę LED konfiguracji, która wskazuje stan sygnału w sytuacji, gdy głowica jest zasłonięta lub niedostępna.
Wyjściowy sygnał cyfrowy (wbudowany) jest generowany przez przekształcenie sygnałów analogowych na dwa cyfrowe przebiegi prostokątne. Są one przesunięte względem siebie o 90° i mają znacznie krótszy okres niż pierwotne sygnały analogowe. Sygnały cyfrowe są również znane jako cyfrowe sygnały kwadraturowe i mogą być odczytywane przez szeroką gamę napędów i sterowników.
Czym jest kwadraturowy sygnał wyjściowy?
Sygnał kwadraturowy to rodzaj sygnału, który przekazuje informacje o przemieszczeniu inkrementalnym i kierunku ruchu. Termin „kwadraturowy” można stosować zarówno w odniesieniu do sygnałów analogowych, jak i cyfrowych.
Analogowy sygnał kwadraturowy
Najprostszy i najbardziej uniwersalny sygnał położenia inkrementalnego powstaje z sinusoidalnego sygnału napięciowego, zazwyczaj o amplitudzie 1 Vpp, któremu towarzyszy odpowiedni sygnał kosinusoidalny, przesunięty w fazie o 90° względem pierwszego sygnału. Sygnały te znane są jako analogowe sygnały kwadraturowe i mogą być obsługiwane przez szeroką gamę napędów i sterowników.
Cyfrowy sygnał kwadraturowy
Sygnały cyfrowe powstają z sygnału analogowego, który jest interpolowany w dół w celu uzyskania dwóch cyfrowych przebiegów prostokątnych przesuniętych w fazie 90° oraz o znacznie krótszym okresie niż pierwotny analogowy sygnał sinusoidalny. Sygnały te znane są jako cyfrowe sygnały kwadraturowe i mogą być obsługiwane przez szeroką gamę napędów i sterowników.
Dlaczego występuje różnica między szybkością teoretyczną a maksymalną, osiągalną szybkością w systemach cyfrowych enkoderów z taktowanymi wyjściami?
W systemach z taktowanymi wyjściami firma Renishaw podaje opcjonalną częstotliwość jako zalecaną częstotliwość zliczania układów elektronicznych odbierających sygnał. Jest ona większa niż rzeczywista częstotliwość taktowanego wyjścia enkodera ze względu na zastosowany współczynnik bezpieczeństwa. Współczynnik bezpieczeństwa umożliwia uwzględnienie tolerancji oscylatora zegara, błędów układu sterującego linii, kabla i układu odbiornika, błędu cyklicznego (SDE) i szumu (rozstrojenia), które razem powodują zmniejszenie minimalnej separacji zboczy sygnału inkrementalnego w stosunku do wartości obliczonej dla idealnego, teoretycznego systemu.
Opcjonalny interfejs Ti 20 MHz systemu TONiC™ ma rzeczywistą, częstotliwość wyjściową taktowania równą 15 MHz, a to z kolei oznacza maksymalną szybkość 1,35 m/s w wypadku enkodera położenia o rozdzielczości 0,1 μm. Teoretyczna, maksymalna szybkość tego systemu wynosi 1,5 m/s, choć nigdy nie uda się jej osiągnąć z opisywanych powyżej powodów.
Pasmo sygnału analogowego ogranicza również od góry maksymalną szybkość bez względu na parametry taktowanego wyjścia enkodera. W wypadku systemu TONiC ta granica wynosi 10 m/s.
Czym jest „opcja taktowanego wyjścia” i w jaki sposób dobrać właściwą częstotliwość zegara?
„Opcji taktowanego wyjścia” powinno się używać, gdy trzeba ograniczyć maksymalną częstotliwość wyjściową enkodera. Bez ograniczenia częstotliwości wyjściowej dojdzie do nieprawidłowego zliczania w odbiorczym układzie elektronicznym po przekroczeniu jego maksymalnej częstotliwości wejściowej. Jest szczególnie ważne, gdy enkoder jest nieruchomy (lub porusza się powoli), a potem występuje gwałtowna zmiana stanu wyjściowego. Częstotliwość taktowanego wyjścia powinna być mniejsza lub równa maksymalnej częstotliwości wejściowej odbiorczego układu elektronicznego. Należy pamiętać, że wybranie częstotliwości taktowania o wiele mniejszej w porównaniu do częstotliwości wejściowej spowoduje zmniejszenie maksymalnej szybkości enkodera.
Czy Renishaw produkuje systemy enkoderów inkrementalnych o ultra dokładnej skali podziałki (<4 µm)?
Firma Renishaw produkuje enkodery inkrementalne z podziałką skali 20 µm lub 40 µ. Choć dostępne są systemy enkoderów z dokładniejszą skalą (o dużej rozdzielczości), niekoniecznie charakteryzują się one lepszymi parametrami ogólnymi. Systemy o dużej rozdzielczości (<4 µm) są trudniejsze w konfiguracji, mogą też mieć ograniczoną prędkość i małą odporność na zanieczyszczenia. Dzięki skutecznym technikom dopasowania oraz interpolacji sygnału inkrementalnego wiele systemów enkoderów Renishaw charakteryzuje się rozdzielczością, dokładnością i błędem cyklicznym (SDE) porównywalnym z systemami o dużej rozdzielczości.
Na przykład seria optycznych enkoderów inkrementalnych VIONiC™ łączy w sobie sprawdzony, filtrujący układ optyczny firmy Renishaw oraz zaawansowaną technologię interpolacji, zapewniając wyjątkowo niski błąd cykliczny (SDE), doskonałą odporność na zanieczyszczenia oraz wysokie prędkości robocze.
W zastosowaniach wymagających absolutnego sprzężenia zwrotnego szybkość, wyjątkowo niski szum (rozstrojenie) oraz wysoka rozdzielczość oferowane przez enkoder RESOLUTE™ zapewniają wysoką przepustowość przy niskiej stopie błędów. Podczas produkcji wymagającej precyzyjnych pomiarów można wykorzystać te enkodery, montując je na osiach liniowych, obrotowych lub na łuku częściowym (osiach kątowych).
Zapoznaj się z badaniem przeprowadzonym przez firmy Renishaw i ACS, które wykazało, w jaki sposób zaawansowane algorytmy serwosterowania mogą zostać wykorzystane do uzyskania wyników pomiarów o skutecznym szumie (rozstrojeniu) porównywalnym z tym uzyskiwanym w systemach o dużej rozdzielczości.
Jaki rodzaj enkodera dobrać do danego zastosowania – absolutny czy inkrementalny?
Enkodery absolutne oraz inkrementalne można stosować w wielu zastosowaniach związanych z pomiarem położenia i sterowania układami dynamicznymi. Różnią się one nieco pod względem działania i wydajności.
Systemy enkodera absolutnego przekazują i zachowują pełne informacje o położeniu przez cały czas, nawet po wyłączeniu zasilania i jego ponownym włączeniu. Wskazują natychmiast położenie bez konieczności wykonywania jakiegokolwiek ruchu. Są powszechnie używane w robotach chirurgicznych i maszynach, w których cykle naprowadzania na stały znacznik odniesienia nie są pożądane.
Systemy enkodera inkrementalnego mogą wykrywać ruch tylko względem ich poprzedniego położenia. Wyjściowy sygnał położenia zwiększa sięlub zmniejsza (w zależności od kierunku) położenie o jedno zliczenie na raz, gdy głowica enkodera porusza się względem liniału. Zazwyczaj konieczne jest ustalenie położenia stałej bazy wymiarowej na podstawie znanego elementu odniesienia. Po odłączeniu zasilania położenie bazy wymiarowej zostaje utracone. Są one powszechnie używane w systemach automatyzacji fabryk, maszynach współrzędnościowych (CMM) i do produkcji półprzewodników.
W jaki sposób enkodery Renishaw zapewniają optymalną wydajność?
Aby zapewnić maksymalną wydajność, w optycznych enkoderach inkrementalnych Renishaw wykorzystano procedurę kalibracyjną (CAL) oraz system automatycznej regulacji wzmocnienia (AGC).
Funkcje CAL i AGC są dostępne w enkoderach QUANTiC™, VIONiC™, TONiC™ i ATOM™.
Jakie jest opóźnienie położenia (czasowe) sygnałów enkodera inkrementalnego?
Opóźnienie czasowe w systemie enkodera inkrementalnego zależy od wielu czynników, łącznie z typem wyjścia, stopniem optycznym, stopniami cyfrowymi i analogowymi, układem sterującym linii/odbiornikiem oraz długością i konstrukcją okablowania. Dane te są znane, ale trudno je udokumentować. W celu uzyskania pomocy w zakresie zastosowań prosimy o kontakt z najbliższym przedstawicielem firmy Renishaw.
Jakie interfejsy szeregowe obsługują enkodery absolutne Renishaw?
Enkodery absolutne Renishaw obsługują następujące interfejsy szeregowe (zwane również protokołami):
| Seria enkoderów optycznych | Interfejsy szeregowe |
| Niezabudowany enkoder RESOLUTE™ | BiSS® C BiSS Safety FANUC Mitsubishi Panasonic Siemens DRIVE-CLiQ® Yaskawa |
| Niezabudowany enkoder EVOLUTE™ | BiSS® C FANUC Mitsubishi Panasonic Siemens DRIVE-CLiQ® Yaskawa |
| Zabudowany enkoder FORTiS-S™ | BiSS® C BiSS Safety FANUC Mitsubishi Panasonic Siemens DRIVE-CLiQ® Yaskawa |
| Zabudowany enkoder FORTiS-N™ | BiSS® C BiSS Safety FANUC Mitsubishi Panasonic Siemens DRIVE-CLiQ® Yaskawa |
Jaka jest różnica między dokładnością, rozdzielczością i powtarzalnością?
Te trzy pojęcia można ze sobą pomylić. W naszym słowniku można znaleźć w następujące definicje:
- Dokładność: wskazuje, jak bardzo wartość zmierzona jest zbliżona do wartości poprawnej (rzeczywistej).
- Rozdzielczość: najmniejszy krok pomiarowy zgłaszany przez enkoder: jest to najmniejsza odległość, o jaką musi przemieścić się enkoder, aby zmienić wartość wyjścia o jeden.
- Powtarzalność: zdolność enkodera do zgłaszania tego samego położenia przy każdym osiągnięciu pewnego punktu na osi.
Jaka jest różnica między szumem (rozstrojeniem) a błędem cyklicznym (SDE)?
Te dwa pojęcia można ze sobą pomylić. Definicje są następujące:
- Szum (rozstrojenie): wielkość szumu położenia wyprowadzanego z nieruchomego enkodera. Choć wartość jest standardowo podawana jako wielkość średniokwadratowa (RMS), jest wiele metod pomiaru szumu położenia; ważnym czynnikiem jest pasmo pomiaru. Enkodery o niskim szumie (rozstrojeniu) lepiej trzymają położenie i generują mniej ciepła w silnikach liniowych. Zapewniają też płynniejsze sterowanie prędkością przy niższych jej wartościach.
- Błąd cykliczny (SDE): Błąd pomiarowy w jednym okresie sygnału. Ten mechanizm błędu wynika z niedoskonałości kształtu lub centrowania sygnałów wyjściowych Lissajous dekodera. Błąd cykliczny (SDE) być przyczyną problemów ze zmianami szybkości w osiach z silnikami liniowymi lub silnikami DDR. Wysoki błąd cykliczny może być przyczyną występowania słyszalnego szumu oraz wytwarzania ciepła. W obrabiarkach wysoki błąd cykliczny może być przyczyną wykończenia powierzchni o niskiej jakości, a w maszynach skanujących może przyczyniać się do rozmycia obrazu.
Zgodność
Czy enkodery optyczne i liniały firmy Renishaw są zgodne z wymaganiami RoHS?
Więcej informacji można znaleźć w witrynie internetowej poświęconej certyfikatom zgodności.
Czy enkodery optyczne i liniały firmy Renishaw produkuje się z minerałów pochodzących z obszarów objętych konfliktami?
Więcej informacji można znaleźć w witrynie internetowej poświęconej certyfikatom zgodności.
Czy enkodery optyczne i liniały firmy Renishaw są zgodne z przepisami Unii Europejskiej (deklaracjami zgodności CE)?
Więcej informacji można znaleźć w witrynie internetowej poświęconej certyfikatom zgodności.
Zastosowania
Czy wszystkie kable głowic Renishaw nadają się do instalacji z robotami, w których występuje zginanie kabla?
Jeśli nie przekroczy się minimalnego promienia zgięcia kabla głowicy (patrz właściwy arkusz danych technicznych), minimalna trwałość kabla wynosi 20 000 000 operacji. Kabel nie jest jednak przeznaczony do zastosowań, w których występuje jego skręcanie wzdłużne. Nie wolno wyginać ani załamywać kabla głowicy UHV, ponieważ spowoduje to jego uszkodzenie.
Który enkoder jest zalecany do zastosowań OEM o dużej skali produkcji, gdzie czas montażu obrabiarek ma kluczowe znaczenie?
Enkoder EVOLUTE™ umożliwia pomiar bardzo dokładny pomiar położenia absolutnego z szerokimi tolerancjami h instalacyjnymi i wysoką odporność na zanieczyszczenia.
Serię enkoderów QUANTiC™ o doskonałych parametrach pomiarowych zaprojektowano z myślą o producentach i integratorach systemów. Charakteryzuje się wyjątkowo dużymi tolerancjami instalacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu bardzo zwartej konstrukcji głowicy.
Oba systemy doskonale nadają się do zastosowań OEM o dużej skali produkcji, gdzie czas budowy obrabiarki jest krytyczny, ponieważ oszczędność czasu na instalacji podzespołów pozwala na skrócenie czasu realizacji produkcji i ostatecznie na uzyskanie wyższej rentowności.
Definicje terminologii technicznej używanej w tej witrynie można znaleźć w słowniczku.
Skontaktuj się z naszym zespołem ds. sprzedaż
Skontaktuj się z lokalnym biurem, aby uzyskać więcej informacji i porozmawiać z ekspertem.