RESOLUTE UHV absolutes optisches Messsystem

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1 L F RESOLUTE UHV absolutes optisches Messsystem Saubere RGA Niedrige Ausgasrate Ausbacktemperatur von 120 C Absolutes, berührungsloses, optisches Messsystem: keine Batterien erforderlich Großzügige Einstelltoleranzen sorgen für eine schnelle und einfache Installation Auflösung bis 1 nm oder 32 Bit rotativ 100 m/s Höchstgeschwindigkeit für alle Auflösungen (bis zu U/min) Nominelle Teilungsperiode 30 µm gewährleistet außergewöhnliche Gleichlaufgüte ±40 nm zyklischer Fehler für eine gleichförmige Geschwindigkeitsregelung Weniger als 10 nm RMS Jitter für eine verbesserte Positionsstabilität Das RESOLUTE UHV System bietet alle Vorteile der bewährten RESOLUTE Weg- und Winkelmesssysteme in einem Abtastkopf, der unter Verwendung von UHV-tauglichen Materialien und Prozessen konzipiert und gefertigt wurde. RESOLUTE bestimmt die Position sofort nach dem Einschalten, ohne jegliche Bewegung oder Pufferbatterien. Hiermit wird erreicht dass eine sichere Kontrolle der Achse sofort erreicht und somit das Risiko von unkontrollierten Bewegungen bzw. Kollisionen eliminiert werden kann; ein entscheidender Vorteil bei Anwendungen bei denen Bewegungsachsen unmittelbar nach einem Spannungsverlust wieder einsatzbereit sein müssen. RESOLUTE bietet einen sehr geringen zyklischen Fehler (SDE), wodurch die Regelgüte wesentlich verbessert werden kann. Dies hat mehrere Vorteile, u.a. höhere Gleichlaufgüte, reduzierte Vibration und eine geringere Verlustleistung im Motor. Zudem bietet RESOLUTE ein niedriges Positionsrauschen (Jitter) von weniger als 10 nm RMS, d. h., die Positionsstabilität wird deutlich verbessert. Diese einzigartige Technologie verbindet eine 1 nm Auflösung linear bzw. 32-Bit rotativ mit extrem hohen Geschwindigkeiten bis zu 100 m/s. Für dieses Messsystem stehen verschiedene linearen und rotativen Maßverkörperungen zur Verfügung. Lineare Maßbandoptionen reichen von RTLA Maßbändern mit schneller und einfacher Installation und einer beeindruckenden Genauigkeit von ±5 µm/m bis hin zu RELA ZeroMet Maßstäben mit einer sehr geringen thermischen Ausdehnung und einer zertifizierten Genauigkeit besser als ±1 µm. Rotative Maßbandoptionen sind u.a. RESA Ringe mit dünnen Querschnitten und einfacher Konusmontage sowie die hochgenauen REXA Ringe, die mit zwei Abtastköpfen eingesetzt werden, um eine installierte Gesamtgenauigkeit von weniger als ±1 Winkelsekunde ohne jede mechanische Hysterese zu erreichen. Für eine hervorragende Rauschunempfindlichkeit ist RESOLUTE UHV mit einer Reihe serieller Protokolle erhältlich, einschließlich BiSS C und Panasonic. Spezielle Prüfalgorithmen bieten inhärente Sicherheit Integrierte Einstell-LED sorgt für eine einfache Installation und Diagnose Arbeitstemperatur bis zu 75 C Integrierte Temperaturüberwachung Verschiedene serielle Protokolle erhältlich. Weitere Informationen erhalten Sie bei Ihrer Renishaw- Niederlassung Kompatibel mit: RELA hochgenauer Maßstab mit sehr geringem Ausdehnungskoeffizienten RSLA Edelstahlmaßstäbe FASTRACK mit RTLA RTLA-S selbstklebendes Edelstahlmaßband RESA Winkelmesssysteme Höchstpräzise Winkelmessysteme REXA

2 Systemeigenschaften Einzigartiges einspuriges, absolutes optisches Maßband u Die Absolutposition wird sofort beim Einschalten festgestellt u Keine Batterien erforderlich u Viel höhere Toleranz gegenüber Gierwinkelabweichungen als Mehrspur-Systeme u Beste Regelgüte durch feinste optische Teilungsperiode u Hervorragende Messleistung und Zuverlässigkeit Einzigartige Erkennungsmethode u Der Abtastkopf verhält sich wie eine extrem schnelle CCD-Kamera und fotografiert das codierte Maßband u Zur Bestimmung der Absolutposition werden die Fotos über ein Hochgeschwindigkeits-DSP analysiert u Ein eingebauter Algorithmus zur Überprüfung der Position überwacht permanent die Berechnungen für eine optimale Sicherheit und Zuverlässigkeit u Filteroptiken und Erkennungsalgorithmen wurden konzipiert, um geringes Rauschen (Jitter <10 nm RMS) und einen geringen zyklischen Fehler ( SDE ±40 nm) zu erzielen Angebot an Maßstäben und Winkelmessystemen u Hochgenaue RELA-Maßstäbe aus Nickel-Eisen- Legierung mit minimaler thermischer Ausdehnung sowie einer Genauigkeit von ±1 µm sind bis zu einer Länge von 1130 mm erhältlich u RSLA-Edelstahlmaßstab, bietet eine bessere Genauigkeit als Glasmaßstäbe und Längen bis zu 5 m; eine Genauigkeit von ±4 μm kann über eine Länge von 5 m erreicht werden u FASTRACK mit RTLA-Maßband und RTLA-S selbstklebendes Maßband für schnelle und einfache Installation, mit einer Genauigkeit von ±5 μm/m u Der RESA-Ring mit einzigartiger Konusmontage bietet einen großen Durchlass für eine einfache Integration Verfügbare Protokolle und Auflösungen Protokoll BiSS C Panasonic Linear 50 nm 5 nm 1 nm 100 nm 50 nm 1 nm Auflösungen Rotativ 18-Bit 26-Bit 32-Bit Weitere serielle Protokolle erhältlich. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihre Renishaw-Niederlassung. u Höchstpräziser REXA-Ring mit einer installierten Gesamtgenauigkeit von ±1 Winkelsekunde bei Verwendung von zwei Abtastköpfen 2

3 Lineares absolutes Wegmesssystem Auflösungen und Maßbandlängen RESOLUTE mit BiSS-C (unidirektional) RESOLUTE verwendet das BiSS-C (unidirektionale) Protokoll mit drei verschiedenen Längen des Positionswortes: 36-Bit, 32-Bit und 26-Bit. Die maximale Maßbandlänge ergibt sich aus der Auflösung des Abtastkopfes und der Anzahl der Positionsbits im seriellen Wort. Kürzere Wortlängen mit feinen Auflösungen begrenzen die max. Maßbandlänge. Umgekehrt können längere Maßbänder bei einer niedrigeren Auflösung bzw. größeren Wortlänge verwendet werden. Das 36-Bit und 32-Bit Positionswort ermöglichen größere Verfahrlängen, was insbesondere bei höheren Auflösungen von deutlichem Vorteil ist. Auflösung 1 (nm) 5 (nm) 50 (nm) Max. Maßbandlänge mit 36-Bit Positionswort Max. Maßbandlänge mit 32-Bit Positionswort 4,295 m Max. Maßbandlänge mit 26-Bit Positionswort 67 mm 336 mm 3,355 m Max. Lesegeschwindigkeit 100 m/s 100 m/s 100 m/s RESOLUTE mit Panasonic RESOLUTE mit serieller Panasonic Schnittstelle ist wahlweise in Auflösungen von 1 nm, 50 nm oder 100 nm erhältlich. Die maximale Verfahrgeschwindigkeit beträgt 40 m/s. Die maximale Maßbandlänge entspricht den nachstehend aufgeführten technischen Daten zum Maßband. Für Informationen über weitere serielle Protokolle wenden Sie sich bitte an Ihre Renishaw-Niederlassung. Maßband - Spezifikationen Ausführlichere Informationen über Maßstäbe erhalten Sie im jeweiligen. Beschreibung RELA Hochgenauer Maßstab mit sehr geringem Ausdehnungskoeffizienten für höchstpräzise Anwendungen Längen bis zu 1130 mm RSLA FASTRACK/RTLA RTLA-S Leistungsstarke Edelstahl-Maßstäbe für hochpräzise Anwendungen mit längeren Achsenlängen Längen bis zu 5 m Schienenmontiertes Maßband aus vergütetem Edelstahl für Regelkreise aus dem Hochleistungsspektrum, die eine einfachere und schnellere Maßbandinstallation und Austausch vor Ort benötigen. FASTRACK Längen bis zu 25 m RTLA Längen bis zu Selbstklebendes Maßband aus vergütetem Edelstahl für Regelkreise aus dem Hochleistungsspektrum, bei denen es auf eine besonders einfache Installation ankommt Längen bis zu 5 m Genauigkeit RELA ±1 µm bis zu 1130 mm@20 C RSLA ±1,5 µm bis zu 1 m@20 C ±2,25 µm bis zu 2 m@20 C ±3 µm bis zu 3 m@20 C ±4 µm bis zu 5 m@20 C RTLA ±5 µm/m@20 C RTLA-S ±5 µm/m@20 C Thermischer RELA ~ 0,6 µm/m/ C (0 C bis 30 C) Ausdehnungskoeffizient < 1,4 µm/m/ C (30 C bis 100 C) RSLA FASTRACK/RTLA RTLA-S ~10,8 µm/m/ C ~10,6 µm/m/ C ~10,6 µm/m/ C 3

4 Absolutes Winkelmesssystem Auflösung RESOLUTE ist mit verschiedenen Auflösungen erhältlich, um den unterschiedlichsten Anwendungen gerecht zu werden. Die Wahl der Auflösung hängt vom verwendeten Protokoll ab. Aufgrund der Ringgröße bestehen keinerlei Einschränkungen, beispielsweise ist eine BiSS 26-Bit Auflösung für alle Ringgrößen erhältlich. BiSS RESOLUTE Auflösungen: 18-Bit ( Impulse pro Umdrehung, 4,94 Winkelsekunden) 26-Bit ( Impulse pro Umdrehung, 0,019 Winkelsekunden) 32-Bit ( Impulse pro Umdrehungn, 0,00030 Winkelsekunden) Bitte beachten Sie, dass die 32-Bit Auflösung unterhalb des Grundrauschens der RESOLUTE Messsysteme liegt. HINWEIS: Die Verwendung von zwei Abtastköpfen ist mit dem DRIVE-CLiQ Protokoll und einem Interface für zwei Abtastköpfe möglich. Das DRIVE-CLiQ Interface ist nicht zur Verwendung in Vakuumumgebungen vorgesehen und muss außerhalb des Vakuumsystems installiert werden. Nähere Informationen sind im DRIVE-CLiQ und RESA/REXA zu finden. Geschwindigkeit und Genauigkeit RESA Ø (mm) Max. Lesegeschwindigkeit (min -1 ) Systemgenauigkeit (Winkelsekundend) ±5,49 ±4,89 ±3,82 ±2,86 ±2,72 ±2,69 ±2,44 ±1,91 ±1,43 ±1,42 ±1,4 ±1,27 ±1,11 ±0,95 ±0,82 ±0,69 ±0,68 ±0,59 ±0,52 Die Systemgenauigkeit ist die Teilungsgenauigkeit plus SDE. Effekte wie Exzentrizität beeinflussen die Leistungsfähigkeit des Systems; für Rat zu Ihrem speziellen Anwendungsfall wenden Sie sich bitte an Ihren Lieferanten. Achtung: Bei Bewegungsachsen mit sehr hoher Geschwindigkeit müssen zusätzliche Erwägungen, in Bezug auf die Konstruktion, in Betracht gezogen werden. Bei Anwendungen, die 50% der max. Lesegeschwindigkeit überschreiten, wenden Sie sich für weitere Informationen bitte an Ihre Renishaw-Niederlassung. Angaben zur Geschwindigkeit und Genauigkeit von REXA entnehmen Sie bitte dem REXA. Allgemeine Spezifikationen (Weg- und Winkelmesssystem) Spannungsversorgung 5 V ±10% maximal 1,25 W (250 ma bei 5 V) HINWEIS: Die Stromaufnahme bezieht sich auf RESOLUTE Systeme mit Abschlusswiderstand. Wegmesssysteme von Renishaw müssen durch eine 5-VDC-Spannungsquelle versorgt werden, entsprechend den Bestimmungen IEC BS EN für SELV-Stromkreise. Störungen <200 mvss bei Frequenzen bis max. 500 khz Temperatur Lagerung 0 C bis +80 C Betrieb 0 C bis +75 C Ausbackung (nicht in Betrieb) 120 C Luftfeuchtigkeit Max. 95% relative Luftfeuchtigkeit bei 40 C (nicht kondensierend) Schutzklasse IP30 Beschleunigung (Abtastkopf) Betrieb 500 m/s², 3 Achsen Schock (Abtastkopf) Nicht in Betriebg 1000 m/s², 6 ms, ½ Sinus, 3 Achsen Maximale Maßstabsbeschleunigung BiSS und Panasonic m/s 2 der Maßverkörperung gegen HINWEIS: Dieser Wert gilt für die geringste Taktrate. Bei schnelleren Taktraten den Abtastkopf kann die maximale Maßstabbeschleunigung gegen den Abtastkopf höher sein. Für weitere Einzelheiten wenden Sie sich bitte an Ihre Renishaw-Niederlassung. Vibration Betrieb 100 m/s² max bei 55 bis 2000 Hz, 3 Achsen Willkürliche Schwingungen 0,15 g 2 /Hz ASD Hz, -6dB Rollen von 1-2 khz Masse Abtastkopf 19 g Kabel 19 g/m Kabel Einzelne Abschirmung mit versilbertem Kupfergeflecht. FEP-Aderisolation über verzinntem Kupferdraht. 4

5 RGA-Ergebnisse Testablauf Ein Quadrupol-Massenspektrometer (AccuQuad 200 RGA) wurde verwendet, um RGA- (Restgasanalyse) Daten zu erfassen. Der Kammerdruck wurde mit einem Ionisationsvakuummeter (G8130) gemessen. Nach der anfänglichen Voreinstellung des Systems wurde ein Hintergrundspektrum zusammen mit dem Gesamtdruck in der Testkammer aufgezeichnet. Die Komponente wurde in das Vakuumsystem (0,0035 m 3 ) gesetzt, das dann mithilfe einer Dioden-/Ionenpumpe des Typs KJL Lion 802 (800/s) und einer Membranpumpe des Typs Divac bei Raumtemperatur 24 Stunden lang ausgepumpt wurde, woraufhin erneut eine Hintergrundabtastung durchgeführt und der Gesamtdruck in der Testkammer aufgezeichnet wurde. War der Systemdruck besser als 5 x 10-9 mbar, wurde das Testexemplar bei 120 C 48 Stunden lang gebacken. Anschließend wurde gewartet, bis das System auf Raumtemperatur heruntergekühlt war, bevor eine letzte Messung des Massenspektrums und des Gesamtdrucks durchgeführt wurde. Die abschließenden RGA-Aufzeichnungen sind nachfolgend dargestellt. HINWEIS: Eine exakte Wiederholung dieser Ergebnisse ist unwahrscheinlich, da die RGA-Daten von dem Zustand, der Spezifikation und Leistung des Vakuumsystems abhängen. Jedoch zeigen die Testergebnisse der Restgasanalyse keine nennenswerte, auf Resolute UHV zurückzuführende Verunreinigung und machen deutlich, dass UHV-Bedingungen auch bei Vorhandensein dieses Produktes erzielt werden können. RESOLUTE Abtastkopf mit einem 1,0 m Kabel nach Ausbackung (Gesamtdruck = 8 x 10 -bar) RTLA-S lineares Maßband (300 mm Länge) nach Ausbackung (Gesamtdruck = 1,69 x 10 -bar) RESA (Ø115 mm) nach Ausbackung (Gesamtdruck = 7,76 x 10 -bar) Partialdruck/mbar Partialdruck/mbar Partialdruck/mbar Masse/AMU RSLA linearer Maßstab (180 mm Länge) mit 2 Klammern und 1 Klemme nach Ausbackung (Gesamtdruck = 3,0 x 10 -bar) Partialdruck/mbar Masse/AMU Masse/AMU 5 Masse/AMU

6 RESOLUTE UHV Installationszeichnung (auf RSLA/RELA Maßstab) Alle Abmessungen und Toleranzen in mm Weitere Informationen erhalten Sie in den Installationshandbüchern zu RESOLUTE Weg- und Winkelmesssystemen 6 typ.* (Gierwinkel ±0,5 ) 14,9 ±0,2 0,31 Mittellinie des Maßbands und optische Mittellinie 5,5 min , ,4 R>10 statischer Biegeradius Einstell-LED 2 x M3, angesenkt, 3 tief = (Nickwinkel ±0,5 ) 0,31 Ø2,7 (Rollwinkel ±0,5 ) 18 0,05 8,6 1,7 (Montage durch Kleben) 3 1,5 (Montage mit Klemmung) 0,8 ±1 Mittellinie des Maßbands und optische Mittellinie Optische Mittellinie *Größe der alternativen Montagefläche. = Empfohlene Einschraubtiefe min. 5 mm (8 mm inkl. Senkung). Empfohlenes Anzugsmoment 0,5 bis 1,0 Nm typ.* Abstand 0,8 ±0,15 6

7 RESOLUTE Winkelmesssystem Nomenklatur RA 26B VA 052B 30 V RESOLUTE Wegmesssystem Nomenklatur RL 32B VS 001C 30 V Modell R = RESOLUTE Modell R = RESOLUTE Maßverkörperung A = Winkelmesssystem Maßverkörperung L = Linear Protokoll 18B = BiSS 18-Bit 26B = BiSS 26-Bit 32B = BiSS 32-Bit 23F = FANUC High Typ A (23-Bit) 27F = FANUC High Typ B (27-Bit) 23M = Mitsubishi 23-Bit, 2-adrig* 23N = Mitsubishi 23-Bit, 4-adrig* 27N = Mitsubishi 27-Bit, 4-adrig* 26D = Siemens DRIVE-CLiQ 26-Bit 29D = Siemens DRIVE-CLiQ 29-Bit Mechanische Option A = Standard IP64 E = Erweiterte Betriebstemperaturen V = Vakuum Protokoll 26B = BiSS 26-Bit 32B = BiSS 32-Bit 36B = BiSS 36-Bit 37F = FANUC 37-Bit 40M = Mitsubishi 40-Bit 2-adrig* 40N = Mitsubishi 40-Bit 4-adrig* 48P = Panasonic 48-Bit 28D = Siemens DRIVE-CLiQ 28-Bit (für 50 nm Auflösung) 34D = Siemens DRIVE-CLiQ 34-Bit (für 1 nm Auflösung) Mechanische Option A = Standard IP64 V = Vakuum Option Signalstärke A = Standard Ringdurchmesser 052 = 52 mm Ring (nur REXA) (nur RESA) (nur RESA) (nur RESA) Option Maßstabscode B = Standard-Maßstabscode Kabellänge 10 = 1,0 m 50 = 5,0 m 15 = 1,5 m 90 = 9,0 m (nur Lemo) 20 = 2,0 m 99 = 10,0 m 30 = 3,0 m Steckverbindung A = 9-pol. SUB-D Stecker F = Ohne Stecker H = FANUC-Stecker L = Lemo-Zwischenstecker N = 15- pol. SUB-D Stecker für Mitsubishi V = Vakuum ohne Stecker Option Signalstärke T = RTLA/RTLA-S S = RSLA E = RELA Resolution 001 = 1 nm 005 = 5 nm (nur BiSS) 050 = 50 nm 100 = 100 nm (nur Panasonic) Option Maßstabscode B = RTLA/RTLA-S C = RSLA D = RELA Kabellänge 10 = 1,0 m 50 = 5,0 m 15 = 1,5 m 90 = 9,0 m (nur Lemo) 20 = 2,0 m 99 = 10,0 m 30 = 3,0 m Steckverbindung A = 9-pol. SUB-D Stecker F = Ohne Stecker H = FANUC-Stecker L = Lemo-Zwischenstecker N = 15- pol. SUB-D Stecker für Mitsubishi V = Vakuum ohne Stecker Ausgegraute Optionen sind bei dieser Variante nicht verfügbar. *2-adrig: MR-J4 System 4-adrig:: MDS-D2 System 7

8 Renishaw GmbH Karl-Benz-Straße Pliezhausen Deutschland T +49 (0) F +49 (0) E germany@renishaw.com Mit RESOLUTE kompatible Produkte: Standard RESOLUTE BiSS FANUC Mitsubishi Panasonic Siemens DRIVE-CLiQ RESA REXA RELA ETR RSLA RTLA-S FASTRACK/ RTLA Weltweite Kontaktinformationen finden Sie unter RENISHAW IST UM DIE RICHTIGKEIT UND AKTUALITÄT DIESES DOKUMENTS BEMÜHT, ÜBERNIMMT JEDOCH KEINERLEI ZUSICHERUNG BEZÜGLICH DES INHALTS. EINE HAFTUNG ODER GARANTIE FÜR DIE AKTUALITÄT, RICHTIGKEIT UND VOLLSTÄNDIGKEIT DER ZUR VERFÜGUNG GESTELLTEN INFORMATIONEN IST FOLGLICH AUSGESCHLOSSEN. RENISHAW und das Messtaster-Symbol, wie sie im RENISHAW-Logo verwendet werden, sind eingetragene Marken von Renishaw plc im Vereinigten Königreich und anderen Ländern. apply innovation ist ein Warenzeichen von Renishaw plc. DRIVE-CLiQ ist eine eingetragene Handelsmarke von Siemens. BiSS ist eine eingetragene Handelsmarke von ic-haus GmbH Renishaw plc Alle Rechte vorbehalten Ausgabe 0116 *L *