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Sistema de encóder absoluto RESOLUTE™ FS con regla lineal RELA

Elementos

  • Protocolos disponibles: DRIVE-CLiQ
  • Tamaño de cabeza lectora: 36 x 16,5 x 17,2 mm
  • Resoluciones hasta 1 nm a 100 m/s
  • ±1 µm/m de precisión a 20 °C
  • Coeficiente de expansión térmica de la regla a 20 °C: 0,75 ±0,35 µm/m/°C
  • Certificación:
    ISO 13849:2015 PLd
    IEC 61508:2010 SIL2
    IEC 61800-5-2:2007 SIL2

Ventajas

  • Muy alta precisión con dilatación prácticamente ‘cero’
  • Excelente rendimiento del control de movimiento
  • Inmunidad al polvo excepcional
  • Amplias tolerancias de montaje
  • Fluctuación inferior a 10 nm RMS, que mejora la estabilidad de posicionamiento
  • Error subdivisional de ±40 nm, para obtener un control de velocidad preciso

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¿Qué es RESOLUTE FS?

RESOLUTE FS (Seguridad funcional) es sistema de encóder óptico absoluto real de paso fino, con una excelente inmunidad a la suciedad y unas impresionantes especificaciones que abren nuevas vías en la información de la posición. Es el primer encóder óptico absoluto del mundo con una resolución de 1 nm hasta 100 m/s. Con errores de subdivisión SDE y fluctuación ultrabaja, este sistema supera en rendimiento a cualquier otro encóder de su categoría. Con certificación SIL2 y PLd, para aplicaciones de seguridad funcional.

Premio Queen's Award for Enterprise: Innovación 2015

 

Sistema de encóder absoluto real RESOLUTE de 30 µm, ganador del premio Queen's Award for Enterprise 2015 en la categoría de innovación

¿Qué es una regla RELA?

RELA es una regla recta fabricada en ZeroMet, una aleación de níquel/hierro de baja expansión, con graduación absoluta de 30 µm de paso. 
Es comparable a las reglas de cristal de paso fino, con una precisión total (incluida la inclinación y la linealidad) superior a ±1 μm sobre una longitud de 1 m. ZeroMet tiene un coeficiente de expansión térmica de 0.75 ±0.35 µm/m/°C a 20 °C.
Los diseñadores de sistemas pueden elegir entre la cinta autoadhesiva especial o las fijaciones mecánicas para el montaje, según sus requisitos. Los dos sistemas de montaje admiten la dilatación térmica del sustrato.

¿Por qué elegir este sistema de encóder?

Certificado de seguridad funcional

RESOLUTE FS es un sistema de encóder óptico abierto absoluto con certificación en los estándares de seguridad funcional siguientes:

ISO 13849:2015 PLd
IEC 61508:2010 SIL2
IEC 61800-5-2:2007 SIL2

Algunas funciones de seguridad de máquinas, como la velocidad limitada de seguridad, Safety Limited Speed (SLS), requieren información del encóder para funcionar con seguridad. Un sistema de encóder con certificación para estas aplicaciones facilita considerablemente la certificación de la máquina. La adopción de estas funciones de seguridad de máquina avanzadas permite a los fabricantes construir máquinas más seguras, con mejores prestaciones, que reducen los tiempos de reglaje y de inactividad de la máquina.

Excelente rendimiento del control de movimiento

El excepcional rendimiento de RESOLUTE FS es el resultado de un sofisticado, fiable e innovador método de funcionamiento. De crucial importancia, el sistema utiliza un formato de regla de “código de barras” irrepetible de una pista, con un paso nominal de 30 µm. Con este sofisticado diseño óptico, la cabeza lectora RESOLUTE FS captura una imagen prácticamente instantánea de esta regla que, al analizarla, permite identificar una posición única a velocidades de hasta 100 m/s. El sistema permite determinar la posición con resoluciones mínimas de 1 nanómetro (una milmillonésima de metro), con una excepcional reducción de interferencias (fluctuaciones a 10 nm RMS) y SDE (error subdivisional, el error de graduación del ciclo de la regla) de solo ±40 nm. Todo esto proporciona una información de encóder con una fidelidad superior, que garantiza un control de velocidad más suave y una sólida estabilidad de posicionamiento.

Amplias tolerancias de montaje

RESOLUTE FS no sigue la técnica convencional de uso de guías dobles de lado a lado (una incremental, una absoluta) ya que generan problemas de desfase cuando se introducen cantidades reducidas de desalineación angular. Al contrario, este nuevo encóder absoluto incluye guía doble y regla absoluta óptica, que combinan la posición absoluta y la información de fase integradas en un único código. Esta tecnología dota a RESOLUTE FS de unas tolerancias de configuración mucho más amplias (tolerancia de ladeo de ±0,5°) que permiten una instalación rápida y fácil, y una mayor fiabilidad a largo plazo, incluso si los ejes de moción se asientan en una posición fija o se mueven con el tiempo. Para facilitar la instalación y el diagnóstico, hay un LED de configuración integral situado en la cabeza lectora.

Opciones de interfaz 

Interfaz DRIVE-CLiQ

  • interfaz DRIVE-CLiQ utilizada con el encóder óptico absoluto real RESOLUTE Necesaria para el protocolo DRIVE-CLiQ
  • También disponible en entrada de doble cabezal para sistemas rotativos de alta precisión
  • Muestra alarmas de comunicación
  • Duplica los LED de la cabeza lectora

Protocolo

ProtocoloDescripciónHoja de datos técnicosProductos compatibles

DRIVE-CLiQ

RESOLUTE FS y la interfaz serie Siemens DRIVE-CLiQ están disponibles para aplicaciones lineales y rotatorias. DRIVE-CLiQ es una completa e innovadora interfaz de comunicaciones utilizada para conectar el encóder y los sistemas de medición directa a los componentes de las unidades SINUMERIK y SINAMICS.

RESOLUTE FS DRIVE-CLiQ

 

N/D

Especificaciones técnicas

Estándar de medición

RELA: regla lineal ZeroMet de alta precisión con codificación absoluta

Tamaño de la cabeza lectora (Largo x Ancho x Alto)

36 mm x 16,5 mm x 17,2 mm

Paso de la regla

Nominal 30 μm

Coeficiente de expansión térmica a 20 °C

0,75 ±0,35 µm/m/°C

Grado de precisión a 20 °C

Homologado a ±1 μm, calibrado trazable según normas internacionales

Longitud de la regla

(Consulte la ficha técnica)

80 mm a 1,5 m

Velocidad máxima

(Consulte la ficha técnica)

100 m/s

Protocolos*

DRIVE-CLiQ†         

Resoluciones

DRIVE-CLiQ†: Resoluciones de 50 nm y 1 nm

Error subdivisional (SDE)

±40 nm

Conexión eléctrica

Longitudes de cable hasta 9 m y conector M12 para interfaz DRIVE-CLiQ

Fuente de alimentación

5 V ±10%, máx. 250 mA a 5 V (terminado)

Vibración (funcionamiento)

300 m/s2máx a 55 Hz hasta 2.000 Hz

Vibración (en parado)

1 000 m/s2, 6 ms, ½ seno

Temperatura de funcionamiento

De 0 °C a +80 °C

Sellado

IP64

Para más información, consulte las fichas técnicas.

*Nuevos protocolos se añaden continuamente.

Consulte las especificaciones de DRIVE-CLiQ en la ficha técnica.

Descargas

Fichas técnicas

Guía de instalación y manual de seguridad

Artículos técnicos

Planos técnicos

Cómo funciona

RESOLUTE se comunica en un formato puro serie real bidireccional mediante diversos protocolos estándar del sector, propios y de código abierto. 

Esquema óptico del encóder RESOLUTE™ con anotaciones

Se inicia el proceso...

El control inicia su funcionamiento enviando un mensaje de solicitud a la cabeza lectora, con instrucciones para capturar la posición absoluta de la regla lineal o rotativa al instante. La cabeza responde mediante un parpadeo del LED de alta potencia para iluminar la regla. La duración del parpadeo es de solo 100 ns, para reducir al mínimo la distorsión de la imagen en el eje móvil. Pero lo más importante es que la variación del tiempo se controla en pocos nanosegundos para preservar la relación entre la posición demandada y la notificada, una de las principales características por las que RESOLUTE es perfecto para sistemas de moción de rendimiento muy alto. 

 

 

Regla de pista única

La regla es básicamente de una pista con líneas de contraste de anchura completa, con una graduación nominal de 30 µm. La ausencia de múltiples pistas paralelas proporciona una gran inmunidad a los errores de ladeo y una tolerancia lateral mucho mayor en la posición de la cabeza.

Adquisición de imágenes

Para minimizar la distorsión, una lente asférica toma una imagen de la regla, sobre una distribución de detectores diseñada específicamente para RESOLUTE. La disposición óptica, con una trayectoria de iluminación plegada, pero con captación de imagen directa, es muy compacta y estable, por tanto, garantiza la fidelidad imprescindible para una metrología excelente.

Descodificación y análisis de datos

Cuando el detector captura la imagen, la transfiere a través de un convertidor analógico a digital (ADC) a un potente Procesador de señales digital (DSP). A continuación, los algoritmos desarrollados expresamente obtienen una posición absoluta real, pero relativamente en bruto, del código grabado en la regla. El proceso se verifica y se realizan las correcciones mediante otros algoritmos en el DSP, que aprovecha la redundancia y las restricciones deliberadas del código de la regla. Mientras tanto, otras rutinas calculan una posición precisa de muy alta resolución, que se combinan con la posición en bruto para proporcionar una posición absoluta real de muy alta resolución.

Comprobaciones finales y resultados de datos

Tras los procedimientos de verificación final de errores, la información se carga con el protocolo adecuado en el control como una palabra serie pura que representa la posición a 1 nm. La protección contra alteraciones por interferencias eléctricas se obtiene mediante la comprobación de redundancia cíclica (CRC). El proceso completo se realiza en solo unos microsegundos y se repite hasta 25.000 veces por segundo. Mediante una serie de técnicas, como el ajuste de la duración de la intermitencia de la luz a la velocidad del eje, este rendimiento se consigue a velocidades de hasta 100 m/s, pero, más importante aún, preservando la excepcional baja fluctuación de posición a velocidades de funcionamiento más bajas.

Y el resultado es...

Un encóder con amplias tolerancias de instalación: RESOLUTE admite un ladeo, cabeceo y giro de ±0,5°, con una impresionante tolerancia de espacio libre de ±150 µm. Además, el generoso espacio óptico y los procedimientos de corrección de errores avanzados, aportan una excelente inmunidad a la contaminación óptica, tanto de partículas como de manchas de aceite. Todo ello sin perder la resolución de 1 nm a 100 m/s: RESOLUTE es la respuesta a los retos de encóderes absolutos más exigentes.