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TONiC技術(shù)特點(diǎn)

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更新時間：2024-09-14 07:38:39瀏覽次數(shù)：266次

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產(chǎn)品簡介

TONiC是雷尼紹推出的超小型非接觸式增量式光柵系統(tǒng)，速度可達(dá)10 m/s，與Ti接口配套使用時，在線性和旋轉(zhuǎn)應(yīng)用中分辨率達(dá)1 nm。由于安裝公差大，并且只需按下按鈕即可進(jìn)行校準(zhǔn)，因此TONiC系統(tǒng)的安裝快捷簡單。TONiC的動態(tài)信號處理功能可提高信號穩(wěn)定性，而且電子細(xì)分誤差超低，通常小于±30 nm，從而有助于實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動控制性能。TONiC UHV將增量式光柵技術(shù)引入低至10-10 Torr......

詳細(xì)介紹

新款超緊湊光柵具有優(yōu)異的速度、精度和可靠性

紅外發(fā)光二極管把光發(fā)射到20 μm柵距的平面反射柵尺上。柵尺的刻劃周期均勻而且比較好非常重要，但不要求柵尺為優(yōu)質(zhì)的衍射光柵（狹縫）。與RG2和RG4讀數(shù)頭一樣，TONiC讀數(shù)頭的光學(xué)裝置采用對很多柵尺周期進(jìn)行均分的技術(shù)，有效濾掉了與非周期性的柵尺波紋，如灰塵。在檢測面留下一個純正的正弦條紋區(qū)域。這里使用的是一個多條紋結(jié)構(gòu)，它非常細(xì)，能夠產(chǎn)生4個對稱定相信號形式的光電流。這些結(jié)合在一起，用于產(chǎn)生具有高光譜純度和低偏置值的正弦和余弦輸出，同時保持500 kHz以上的帶寬。

通過動態(tài)調(diào)節(jié)頻道增益、偏置量以及對TONiC™讀數(shù)頭內(nèi)LED指示燈源的控制，這些信號的平衡和強(qiáng)度控制進(jìn)一步得到增強(qiáng)。結(jié)果，固有周期誤差（電子細(xì)分誤差 - SDE）為±30 nm，相當(dāng)于0.15%的光柵尺刻劃周期。在TONiC Ti接口內(nèi)通過CORDIC算法細(xì)分。

IN-TRAC™參考零位直接被刻在增量光柵尺上。此信號被光學(xué)濾波系統(tǒng)濾除，但被讀數(shù)頭內(nèi)一個分離的光電檢測器檢測到。通過光學(xué)感應(yīng)和門控電路產(chǎn)生參考零位信號，在所有的速度下都具有雙向可重復(fù)性。與模擬通道有關(guān)的標(biāo)定相位一安裝即通過讀數(shù)頭內(nèi)的邏輯自動執(zhí)行，并提供全面的系統(tǒng)監(jiān)控和安裝幫助。

運(yùn)動系統(tǒng)設(shè)計通常要在速度和精度之間取得一個平衡。TONiC™光柵尺解決這一難題，即使在高至0.1 μm的分辨率下采用各種直線光柵和圓光柵均可達(dá)到 3 m/s以上的速度。該產(chǎn)品包括一種新型Renishaw柔性鍍金鋼帶光柵尺，光柵尺具有備受推崇的用戶自選IN-TRAC™光學(xué)參考零位，利用按鈕即可自動調(diào)節(jié)相位。的IN-TRAC™ 參考零位直接刻入增量信號通道中，這在上防止了扭擺引起的相位偏移，此外，確保了整個速度和溫度范圍內(nèi)相位保持一致。

Renishaw的光柵系列產(chǎn)品因安裝快捷簡單而得到廣泛認(rèn)可。除了INTRAC™雙向參考標(biāo)記之外，新型TONiC™光柵還具有自動校正功能和一個包含兩個內(nèi)置診斷LED的讀數(shù)頭，將簡便性提高至新的水平。

新型TONiC™讀數(shù)頭體積雖小，但讀數(shù)頭內(nèi)含動態(tài)信號處理功能，進(jìn)一步提高了信號的純度和穩(wěn)定性，細(xì)分誤誤差小于±30 nm。系統(tǒng)設(shè)計者可以使用讀數(shù)頭直接輸出1 Vpp模擬信號，或從具有細(xì)分和診斷功能的15針D型插頭輸出數(shù)字信號。Renishaw 經(jīng)過實(shí)踐檢驗的光學(xué)濾波系統(tǒng)新增自動增益控制 (AGC)，可輸出穩(wěn)定的信號，具有的抗污能力，如灰塵、輕度油漬和劃痕等，進(jìn)一步確保了長期操作可靠性。

與所有Renishaw光柵一樣，TONiC™光柵系統(tǒng)還能夠適應(yīng)惡劣的操作環(huán)境，能夠耐70 °C的溫度。此外，該產(chǎn)品符合的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)即WEEE和RoHS的要求。

工作原理
TONiC采用雷尼紹第三代光學(xué)濾波系統(tǒng)，可對多個光柵周期進(jìn)行平均，有效濾除臟污等引起的非周期性特征。名義方波光柵條紋也被濾去，以在探測器上留下一個的正弦波形。這里使用的是一個多條紋結(jié)構(gòu)，它非常細(xì)，能夠產(chǎn)生4個對稱相位信號形式的光電流。這些結(jié)合在一起可免去DC器件，并可產(chǎn)生具有高光譜純度和低偏置值的正弦和余弦輸出，同時保持500 kHz以上的帶寬。

包括自動增益控制、自動平衡控制和自動偏置控制在內(nèi)的集成高級動態(tài)信號調(diào)節(jié)組合在一起，確保實(shí)現(xiàn)超低電子細(xì)分誤差 (SDE)（典型值 <±30 nm）。

光學(xué)濾波系統(tǒng)的這一改進(jìn)加上精選的優(yōu)質(zhì)電子器件，大帶寬增量信號可達(dá)到10 m/s的速度，同時也是同類光柵中位置抖動（噪聲）最小的。在TONiC Ti接口內(nèi)通過CORDIC算法細(xì)分，同時利用其他抗噪電子器件進(jìn)一步增強(qiáng)高分辨率型TONiC的抗噪功能，從而實(shí)現(xiàn)抖動水平僅有0.5 nm RMS。

將IN-TRAC 參考零位刻劃在增量式柵尺上，并通過讀數(shù)頭內(nèi)部的分離光電檢測器進(jìn)行檢測。如圖所示，參考零位分離式探測器直接嵌入增量碼道線性光電二極管陣列的中心，盡量避免出現(xiàn)扭擺失相。產(chǎn)生參考零位輸出信號，在所有速度下雙向重復(fù)精度都能夠達(dá)到單位分辨率。這種的設(shè)計也受益于自動校準(zhǔn)程序，該程序?qū)⒖剂阄贿M(jìn)行電子定相，并優(yōu)化動態(tài)信號調(diào)節(jié)。