10.2 技术资讯

10.2 MINISCALE PLUS 技术资讯

10.2.1 MINISCALE PLUS 性能参数

10.2.2 标准宽度 MINISCALE PLUS 的尺寸表、负载容量和力矩载荷

Standard size 7 和 9

Standard size 12 和 15

10.2.3 加宽型 MINISCALE PLUS 的尺寸表、负载容量和力矩载荷

Wide size 14 和 18

Wide size 24 和 42

10.2.4 MINISCALE PLUS 组件和工作原理

MINISCALE PLUS 是一种光学增量量测系统，由 MINIRAIL 导轨系统和以下附加组件组成：

• A 导轨上的尺寸刻度
• B 滑块上的光学传感器
• C 柔性传感器印刷电路（不得承受动态负载）
• D 接口模组

控制电缆 E 配有 D-Sub 9 连接器，必须由客户提供，必要时应使用柔性电缆。

接口模组有多种结构类型可供选择。这些将在「接口模组」章节中详细说明。

使用柔性扁平电缆（Flat Flex Cable，简称 FFC）插入在柔性传感器印刷电路和接口模组之间，可以灵活定位接口模组。FFC 电缆适用于动态负载。（有关详细资讯，请参阅第 10.2.8 节）

尺寸刻度和光学传感器

高精度尺寸刻度是硬化导轨表面的一部分，刻度增量为 100 µm。传感器中的两个 LED 照亮尺寸刻度。由于照明不同的结构区域，形成明暗场。这些光学讯号由传感器检测并转换为电气讯号。传感器提供的原始讯号由接口模组处理。

LED 的照明水平受到主动控制。这可以抵消系统的老化影响，并补偿尺寸刻度上的杂质。

接口模组的组件

接口模组

原始讯号由接口模组处理并转换为标准输出讯号。提供模拟或数字接口模组。

确保 ZIF 连接器 F 易于接近，并且接口模组上的 LED 显示器（G 和 H）清晰可见。与模拟接口不同，数字接口包含补偿键 I，该键也必须易于接近。

• C 柔性传感器印刷电路
• D 电子元件（有多种结构类型）
• F ZIF 连接器
• G 绿色 LED（工作电压指示）
• H 红色 LED（错误指示）
• I 补偿键（仅数字接口模组）

接口模组提供以下结构类型：

对于具有电子专业知识的客户，也可以在与 SCHNEEBERGER 协商后，自行组装数字接口模组并整合到自己的电子系统中。

订购代号：KI

10.2.5 讯号处理

有关讯号处理的更多资讯，请造访我们的网站下载专区：www.schneeberger.com

模拟输出格式

差分 sin/cos 模拟讯号，附参考脉冲 1 Vpp（于 120 Ω）。

增量讯号正弦和余弦相差 90° 并与编码尺上的标记相关联。一个电气信号周期（360°）精确对应于尺寸刻度的刻度增量 100 µm。

参考脉冲始终以电子方式标记正弦和余弦讯号路径的同一段。因此，参考脉冲内两个讯号的交点标记尺寸刻度上精确定义的位置。

正弦讯号要么落后于余弦讯号，要么在其之前出现，取决于运动方向。

数字输出格式

差分插值数字讯号，附参考脉冲（A、B、R）TTL 信号（RS422）。

数字接口模组既处理原始讯号，又对处理后的模拟讯号进行插值。插值可达到 100 nm 的分辨率。

数字讯号波形由 A 和 B 讯号组成。讯号 A 和 B 的两个边缘之间的间距精确对应于 100 nm 的距离。因此，编码器刻度的 100 µm 增量通过插值被分为 1000 个 100 nm 段。A 讯号要么落后于 B 讯号，要么在其之前出现，取决于运动方向。

参考脉冲的宽度与讯号 A 和 B 的两个讯号边缘之间的间距相同（100 nm）。

增量讯号和参考讯号的边缘是同步的。

10.2.6 增量轨道

在标准版本中，增量轨道在整个导轨长度上延续。位置和长度可根据客户需求进行调整。

S1 = 增量轨道起点

S2 = 增量轨道长度

限制

• 对于模拟 MINISCALE PLUS 导轨，S2 必须至少为 30 mm。

参考标记

增量量测系统在开机时无法确定确切位置。因此，在增量轨道旁边添加了参考轨道。可以在参考轨道上标记一个或多个参考点。

标准版本

所有尺寸的标准参考位置定义如下：

• 在第一和第二固定孔的中心进行参考定位

特殊版本

可以在参考轨道的任何位置选择任意数量的参考标记。参考标记必须与尺寸刻度同步。这具体意味著参考标记只能以 0.1 mm 的倍数放置，因为尺寸刻度的刻度间距为 0.1 mm。参考标记之间应保持至少 1.5 mm 的最小距离。此外，增量轨道末端与参考标记之间的距离必须至少为 2 mm。

限制

• 尺寸 7 和 9 的导轨上的安装孔位于参考轨道上。因此，对于这两种尺寸，参考标记必须位于安装孔之间。
• 指定参考标记时，请确保滑块的传感器可以看到它们。

10.2.7 模拟（1VSS）和数字（TTL）接口模组引脚连接

MINISCALE PLUS 提供 9 针 D-Sub 公头连接器或焊接端子作为接口连接选项。

9 针 D-Sub 公头连接器或焊接端子：

10 针 ZIF 连接器：

10.2.8 扩展套件

当接口模组无法直接安装在传感器上时，可以使用扩展套件。在传感器印刷电路和接口模组之间使用柔性扁平电缆（Flat Flex Cable，简称 FFC）。

扩展套件的优点：

• 透过将接口模组移动到非移动位置，可以减少移动系统的质量。
• 扩展套件中包含的屏蔽 FFC 电缆也设计为可动态负载。建议的最小弯曲半径为 10 mm。相比之下，柔性传感器印刷电路仅可静态安装。
• FFC 电缆提供低推力。在电缆拖链中使用的电缆过于刚硬的情况下，这可能是一个优势。
• FFC 电缆在安装期间也可以折叠一次。

FFC 电缆提供三种长度：250 mm、400 mm 和 600 mm。扩展电缆随附转接板。

转接器（Adapter）

用于传感器印刷电路和扩展电缆之间的电气连接。转接器上有两个 ZIF 连接器可用于此目的。

夹板（Clamp Plate）

可用于应力消除或引导 FFC 电缆。板上安装有两个 M3 间隔套筒。

底板（Base Plate）

可用作底座或用于夹持电缆。

10.2.9 润滑

概述

润滑是一个设计要素，因此必须在机器或应用的开发阶段进行定义。如果在设计和结构完成后才指定润滑，很可能会导致操作困难。因此，精心设计的润滑概念是先进且周密设计的标志。

选择润滑剂时需考虑的参数：