10. září 2018 10:58

TONiC – osvěžení ve světě řízení polohy

TONiC je superkompaktní bezkontaktní optický snímač polohy, který nabízí rychlost polohování až 10 m/s s rozlišením až 1 nm pro lineární i rotační aplikace.

Infračervená dioda integrovaná ve snímači vyzařuje světlo na stupnici. Stupnice je vlastně kovová páska s vrypy provedenými do jejího povrchu s roztečí 20 µm, fyzik by ji označil jako rovinnou odraznou mřížku. Pro přesné odměřování je důležité, aby tato stupnice byla stejnoměrná a dokonale pravidelná, nemusí se však jednat o mřížku s dobrou difrakcí (difrakce je ohyb světla na jakékoli překážce). Světlo diody se odráží od mnoha dílků stupnice zpět do snímače. Optika čtecí hlavy TONiC vyhodnotí tyto odrazy, zprůměruje jejich hodnoty a účinně odfiltruje nepravidelné prvky způsobené například nečistotami na stupnici.

Signál je v elektronických obvodech snímače dále zpracováván a výsledkem je polohová zpětná vazba s velmi nízkou chybou interpolace ± 30 nm (nanometrů). To znamená, že chyba polohy indikované snímačem může dosáhnout hodnoty pouhých 0,15% dílku stupnice. Interpolaci zajišťuje algoritmus CORDIC, který je součástí rozhraní TONiC Ti.

Inkrementální snímač TONiC je k dispozici v provedení pro odměřování lineární polohy i v rotační verzi. Systém sestává z vlastního miniaturního snímače a oddělené jednotky pro zpracování signálu, které lze umístit ve vzdálenosti až 10m od snímače. Výstupní signály jsou k dispozici v digitálním i analogovém formátu.

Pozlacená pásková stupnice

Lineární verze snímačů TONiC je kompatibilní s širokým sortimentem stupnic. Nejnovějším provedením je stupnice RGSZ, pozlacené páskové měřítko s integrovanými optickými referenčními značkami IN-TRAC™. Stupnice RELM Invar^® nabízejí nulovou tepelnou roztažnost a přesnost ±1 µm na délce až 1130 mm, přičemž pro dlouhé osy vykazují významně vyšší robustnost než skleněné stupnice srovnatelné přesnosti. Stupnice z nerezové oceli RSLM mají celkovou přesnost ±4 µm na délce 5 m, a jsou k dispozici v délkách až 10 m. Kromě výše zmíněných stupnic se pro mimořádně rychlou montáž dodává nový montážní systém FASTRACK™ s nízkoprofilovou páskovou stupnicí RTLC s přesností ±5 µm/m.

Bohatá je také nabídka rotačních (úhlové) snímačů s prstencovými stupnicemi RESM v široké škále standardních průměrů od 52 mm do 550 mm. Na zakázku lze vyrobit ještě větší průměry. V případě požadavku na velmi vysokou přesnost je v nabídce prstencová stupnice REXM, která při použití dvojice čtecích hlav na prstenci větším než 100mm vykazuje celkovou přesnost po instalaci lepší než ±1 oblouková vteřina.

Snímač TONiC přináší výrazná vylepšení stávající nabídky vysokorychlostních bezkontaktních optických snímačů společnosti Renishaw. Jeho výhodou je bezesporu zlepšená stabilita signálu, dlouhodobá spolehlivost, nízké náklady vlastnictví a jednoduchost obnovování.