10.2 技術資訊

10.2 MINISCALE PLUS 技術資訊

10.2.1 MINISCALE PLUS 性能參數

10.2.2 標準寬度 MINISCALE PLUS 的尺寸表、負載容量和力矩負載

Standard size 7 和 9

Standard size 12 和 15

10.2.3 加寬型 MINISCALE PLUS 的尺寸表、負載容量和力矩負載

Wide size 14 和 18

Wide size 24 和 42

10.2.4 MINISCALE PLUS 組件和工作原理

MINISCALE PLUS 是一種光學增量量測系統，由 MINIRAIL 導軌系統和以下附加組件組成：

• A 導軌上的尺寸刻度
• B 滑塊上的光學感測器
• C 柔性感測器印刷電路（不得承受動態負載）
• D 接口模組

控制電纜 E 配有 D-Sub 9 連接器，必須由客戶提供，必要時應使用柔性電纜。

接口模組有多種結構類型可供選擇。這些將在「接口模組」章節中詳細說明。

使用柔性扁平電纜（Flat Flex Cable，簡稱 FFC）插入在柔性感測器印刷電路和接口模組之間，可以靈活定位接口模組。FFC 電纜適用於動態負載。（有關詳細資訊，請參閱第 10.2.8 節）

尺寸刻度和光學感測器

高精度尺寸刻度是硬化導軌表面的一部分，刻度增量為 100 µm。感測器中的兩個 LED 照亮尺寸刻度。由於照明不同的結構區域，形成明暗場。這些光學訊號由感測器檢測並轉換為電氣訊號。感測器提供的原始訊號由接口模組處理。

LED 的照明水平受到主動控制。這可以抵消系統的老化影響，並補償尺寸刻度上的雜質。

接口模組的組件

接口模組

原始訊號由接口模組處理並轉換為標準輸出訊號。提供類比或數位接口模組。

確保 ZIF 連接器 F 易於接近，並且接口模組上的 LED 顯示器（G 和 H）清晰可見。與類比接口不同，數位接口包含補償鍵 I，該鍵也必須易於接近。

• C 柔性感測器印刷電路
• D 電子元件（有多種結構類型）
• F ZIF 連接器
• G 綠色 LED（工作電壓指示）
• H 紅色 LED（錯誤指示）
• I 補償鍵（僅數位接口模組）

接口模組提供以下結構類型：

對於具有電子專業知識的客戶，也可以在與 SCHNEEBERGER 協商後，自行組裝數位接口模組並整合到自己的電子系統中。

訂購代號：KI

10.2.5 訊號處理

有關訊號處理的更多資訊，請造訪我們的網站下載專區：www.schneeberger.com

類比輸出格式

差分 sin/cos 類比訊號，附參考脈衝 1 Vpp（於 120 Ω）。

增量訊號正弦和余弦相差 90° 並與編碼尺上的標記相關聯。一個電氣訊號週期（360°）精確對應於尺寸刻度的刻度增量 100 µm。

參考脈衝始終以電子方式標記正弦和余弦訊號路徑的同一段。因此，參考脈衝內兩個訊號的交點標記尺寸刻度上精確定義的位置。

正弦訊號要麼落後於余弦訊號，要麼在其之前出現，取決於運動方向。

數位輸出格式

差分插值數位訊號，附參考脈衝（A、B、R）TTL 訊號（RS422）。

數位接口模組既處理原始訊號，又對處理後的類比訊號進行插值。插值可達到 100 nm 的解析度。

數位訊號波形由 A 和 B 訊號組成。訊號 A 和 B 的兩個邊緣之間的間距精確對應於 100 nm 的距離。因此，編碼器刻度的 100 µm 增量通過插值被分為 1000 個 100 nm 段。A 訊號要麼落後於 B 訊號，要麼在其之前出現，取決於運動方向。

參考脈衝的寬度與訊號 A 和 B 的兩個訊號邊緣之間的間距相同（100 nm）。

增量訊號和參考訊號的邊緣是同步的。

10.2.6 增量軌道

在標準版本中，增量軌道在整個導軌長度上延續。位置和長度可根據客戶需求進行調整。

S1 = 增量軌道起點

S2 = 增量軌道長度

限制

• 對於類比 MINISCALE PLUS 導軌，S2 必須至少為 30 mm。

參考標記

增量量測系統在開機時無法確定確切位置。因此，在增量軌道旁邊添加了參考軌道。可以在參考軌道上標記一個或多個參考點。

標準版本

所有尺寸的標準參考位置定義如下：

• 在第一和第二固定孔的中心進行參考定位

特殊版本

可以在參考軌道的任何位置選擇任意數量的參考標記。參考標記必須與尺寸刻度同步。這具體意味著參考標記只能以 0.1 mm 的倍數放置，因為尺寸刻度的刻度間距為 0.1 mm。參考標記之間應保持至少 1.5 mm 的最小距離。此外，增量軌道末端與參考標記之間的距離必須至少為 2 mm。

限制

• 尺寸 7 和 9 的導軌上的安裝孔位於參考軌道上。因此，對於這兩種尺寸，參考標記必須位於安裝孔之間。
• 指定參考標記時，請確保滑塊的感測器可以看到它們。

10.2.7 類比（1VSS）和數位（TTL）接口模組引腳連接

MINISCALE PLUS 提供 9 針 D-Sub 公頭連接器或焊接端子作為接口連接選項。

9 針 D-Sub 公頭連接器或焊接端子：

10 針 ZIF 連接器：

10.2.8 擴展套件

當接口模組無法直接安裝在感測器上時，可以使用擴展套件。在感測器印刷電路和接口模組之間使用柔性扁平電纜（Flat Flex Cable，簡稱 FFC）。

擴展套件的優點：

• 透過將接口模組移動到非移動位置，可以減少移動系統的質量。
• 擴展套件中包含的屏蔽 FFC 電纜也設計為可動態負載。建議的最小彎曲半徑為 10 mm。相比之下，柔性感測器印刷電路僅可靜態安裝。
• FFC 電纜提供低推力。在電纜拖鏈中使用的電纜過於剛硬的情況下，這可能是一個優勢。
• FFC 電纜在安裝期間也可以折疊一次。

FFC 電纜提供三種長度：250 mm、400 mm 和 600 mm。擴展電纜隨附轉接板。

轉接器（Adapter）

用於感測器印刷電路和擴展電纜之間的電氣連接。轉接器上有兩個 ZIF 連接器可用於此目的。

夾板（Clamp Plate）

可用於應力消除或引導 FFC 電纜。板上安裝有兩個 M3 間隔套筒。

底板（Base Plate）

可用作底座或用於夾持電纜。

10.2.9 潤滑

概述

潤滑是一個設計要素，因此必須在機器或應用的開發階段進行定義。如果在設計和結構完成後才指定潤滑，很可能會導致操作困難。因此，精心設計的潤滑概念是先進且周密設計的標誌。

選擇潤滑劑時需考慮的參數：