Renishaw-Messsysteme Quantic für große Werkstücke

Installationsfreundliche Systembaureihe

Renishaw-Messsysteme für große Werkstücke

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Die neue Messsystembaureihe Quantic von Renishaw ist installationsfreundlich konzipiert. Sie eignet sich insbesondere für lange Bewegungsachsen, wie sie aktuell etwa in Fertigungsanlagen für Flachbildschirme (FPD) sowie in Prüfmaschinen für große Werkstücke zu finden sind.

Albert Rundel, Produkt Manager Encoder, Renishaw in Pliezhausen

Inhaltsverzeichnis

1. Signalaufbereitung und Positionsfeedback
2. Messplatz zur Vermessung von Stahlträgern

 

Anwendungen wie Laserscanning und die Flachbildschirmherstellung setzen eine hervorragende Messleistung über längere Maschinenachsen voraus und erfordern Positionsmessgeräte mit größeren Installations- und Betriebstoleranzen, als sie bei Messsystemen an kürzeren Achsen üblich sind. Renishaw hat deshalb die Messsysteme Quantic für längere Achsen und kürzere Installationszeiten optimiert. Sie bieten OEM-Kunden somit potenziell erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen. Darüber hinaus erzeugt die Messsystembaureihe direkt vom Abtastkopf aus Digitalsignale und macht zusätzliche sperrige Interface-Einheiten überflüssig. Dieser Ansatz findet auch bei den Vionic-Messsystemen von Renishaw Anwendung.

Des Weiteren verwendet das Quantic-Messsystem Maßbänder mit 40 µm Teilungsperiode, wodurch sich aufgrund des optischen Aufbaus größere Installationstoleranzen und höhere Betriebsgeschwindigkeiten ergeben. Beispielsweise betragen die Installationstoleranzen für Abtastkopfabstand und Gierwinkel nun ±0,3 mm beziehungsweise ±0,9°. Zu den verfügbaren Maßbandoptionen zählen das RTLC40, das in Führungsschienen (Fastrack) montiert wird, sowie das selbstklebende RTLC40-S. Beide ermöglichen eine zum Installationsuntergrund unabhängige Maßbandausdehnung und vereinfachen dadurch die Kompensation thermischer Fehler. Das Advanced Diagnostic Tool (ADT) sorgt dabei für eine einfache Einrichtung und Kalibrierung. Es umfasst sowohl die ADTi-100-Hardware als auch die ADT View-Softwarekomponenten.

Signalaufbereitung und Positionsfeedback

Quantic-Abtastköpfe sind zudem mit der bewährten Filteroptik von Renishaw ausgestattet, die den Durchschnitt vieler Teilungsperioden ermittelt sowie nicht-periodische Eigenschaften wie Schmutz herausfiltert. Außerdem werden die Messsignale durch elektronische Signalverarbeitung sowie eine neue Detektorkonstruktion, welche den Auswirkungen von Maßbandverunreinigungen entgegenwirkt, weiter verbessert. Durch die Kombination dieser Signalaufbereitungsfunktionen wird ein geringer zyklischer Fehler (SDE) und nur minimale Signalveränderungen bei Verschmutzungen gewährleistet. Die Produktfamilie Quantic besitzt darüber hinaus die CE-Kennzeichnung und wird vom Hersteller unter Anwendung von Verfahren hergestellt, die einer strengen Qualitätskontrolle unterliegen und nach ISO 9001:2008 zertifiziert sind.

Beispielsweise bei der Flachbildschirmherstellung können durch die Auswahl einer hochwertigen Lösung für das Positionsfeedback wie das Messsystem Quantic Gleichlaufschwankungen minimiert werden. Damit lassen sich gleichzeitig auch Prozessdurchsatz und -ausbeute verbessern. Die Kombination aus hoher Verschmutzungsunempfindlichkeit sowie großen Installations- und Betriebstoleranzen machen das Messsystem dabei zu einer idealen Lösung für längere Maschinenachsen, bei denen es auf Genauigkeit und zuverlässigen Betrieb ankommt. Bei anderen Prozessen in der Flachbildschirmproduktion wie etwa bei der Substratinspektion, bei der eine Beleuchtungsquelle, ein Kameraverschluss sowie die Position des Flachbildschirmsubstrates gesteuert und koordiniert werden müssen, sind die Anforderungen an das Messsystem ähnlich.

Messplatz zur Vermessung von Stahlträgern

Eine weitere Einsatzmöglichkeit für das System stellt das Laserscanning zur Prüfung großer Werkstücke dar: Geometrische Imperfektionen spielen bei der Leistungsfähigkeit und dem Verhalten von Stahlelementen wie kaltgeformten Stahlträgern und -stützen eine wichtige Rolle. Viele dieser Elemente sind mehrere Meter lang und erfordern spezielle, übergroße Messstände, um zuverlässige Daten zu Durchbiegung, Längskrümmung, Verdrehung und anderen Formfehlern zu erhalten. Eine entsprechende Laserscanvorrichtung umfasst beispielsweise einen 2D-Linien-Laserscanner, der auf einem Drehtisch montiert und mit einem Linearbewegungstisch gekoppelt ist, während ein Wegmesssystem an der Längsachse zur Positionsbestimmung und -regelung installiert ist. Der Laserscankopf auf dem Drehtisch führt eine Korkenzieherbewegung aus, während der Drehtisch horizontal am gesamten Träger entlangfährt. In diesem Beispiel wird der Träger aus neun Drehtischwinkeln gescannt und in jedem Winkel werden 800 Punkte generiert. Diese Daten werden anschließend zur Entwicklung des hochaufgelösten Werkstückmodells kombiniert. Das Wegmesssystem liefert dabei sowohl die Weg- als auch die Winkelpositionskoordinaten des 2D-Scankopfes, die benötigt werden, um die Trägergeometriedaten aus den Scandaten zu extrahieren. Die Messgenauigkeit ist daher von der Genauigkeit des Wegmesssystems über eine meterlange Achse abhängig.

Die Messsysteme der Baureihe Quantic verfügen im Vergleich zu anderen Messsystemen ihrer Klasse mit ±0,3 mm über eine große Toleranz im Abtastkopfabstand, sodass besonders zuverlässige und wiederholgenaue Messungen über längere Achsen möglich sind. Diese Vorteile lassen sich auch bei herkömmlichen großen KMGs (Koordinatenmessgeräten) in Gantry-Bauweise nutzen, bei denen Messsysteme auf drei separaten Achsen mit einer Länge von bis zu 10 m oder mehr installiert sind. ik

www.renishaw.de

Details zur Messsystembaureihe Quantic:

hier.pro/bcXOp

Messe SPS IPC Drives 2018: Halle 4A, Stand 231

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