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上海韜世實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司
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海德漢HEIDENHAIN車間計(jì)量長(zhǎng)度計(jì)

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更新時(shí)間:2024-11-23 09:41:29瀏覽次數(shù):905次

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產(chǎn)地類別 進(jìn)口 應(yīng)用領(lǐng)域 醫(yī)療衛(wèi)生,生物產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè),地礦,交通
海德漢HEIDENHAIN車間計(jì)量長(zhǎng)度計(jì)
ACANTO
式測(cè)量方式
*防護(hù)能力
長(zhǎng)度計(jì)診斷

                                         海德漢HEIDENHAIN車間計(jì)量長(zhǎng)度計(jì)

   生產(chǎn)環(huán)境對(duì)車間計(jì)量的工件位置測(cè)量系統(tǒng)有特殊要求。感應(yīng)式測(cè)量系統(tǒng)原理有其固有弱點(diǎn),例如溫度敏感或非線性特性。德國(guó)Traunreut的海德漢公司新開發(fā)的長(zhǎng)度計(jì)在保持增量式光學(xué)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)外,還增加了提供式位置值能力。它優(yōu)于原有位置測(cè)量系統(tǒng),是車間長(zhǎng)度測(cè)量的新選擇。

   產(chǎn)品以及其部件對(duì)品質(zhì)、精度和功能的要求對(duì)其生產(chǎn)有巨大影響。為滿足這些要求,同時(shí)也需確保生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性,人們?cè)谏a(chǎn)過程監(jiān)測(cè)方面投入了大量人力物力,希望精確測(cè)量公差和偏離其名義值的偏差并進(jìn)行相應(yīng)修正。


   大批量自動(dòng)化生產(chǎn)中,用統(tǒng)計(jì)方法以及盡可能用機(jī)器和過程能力指標(biāo)進(jìn)行*。如果這不可行或由于特定條件限制使這些方法不經(jīng)濟(jì),就只能通過“檢測(cè)”保證品質(zhì)。無論那種情況,都意味著需要大量時(shí)間,時(shí)間開銷與檢測(cè)精度、零件裝卸和檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量有關(guān),因?yàn)闇y(cè)量過程必須謹(jǐn)慎地與生產(chǎn)線進(jìn)行整合,以確保相互影響和相關(guān)性小。機(jī)械生產(chǎn)中,這些任務(wù)通常由不同形式的位移傳感器執(zhí)行。有很多形式,例如:簡(jiǎn)單情況是用電容性或電感性接近傳感器檢測(cè)零件組裝中或組裝后是否存在。如果要求更高,需要檢測(cè)、測(cè)量和測(cè)試設(shè)備能復(fù)測(cè)工件尺寸、形狀和位置公差,精度需達(dá)到數(shù)微米。這需要環(huán)境條件穩(wěn)定或確定和對(duì)測(cè)量設(shè)備有特殊要求。

生產(chǎn)型直線測(cè)量
位移傳感器的龐大市場(chǎng)中,數(shù)毫米行程的感應(yīng)式傳感器有數(shù)百萬臺(tái)裝機(jī)量。一半是接近傳感器。另一半是比例傳感器,用于將測(cè)量值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)輸出信號(hào)。這其中的幾乎所有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備都用全橋或半橋線性差動(dòng)變壓器(LVDT)。這種測(cè)量設(shè)備的電子電路全部在后續(xù)電子設(shè)備中,用于大幅減小測(cè)量設(shè)備尺寸。還有價(jià)格低和型號(hào)多樣化的優(yōu)點(diǎn)。但是,這種感應(yīng)式測(cè)量基本原理決定了其固有弱點(diǎn)。測(cè)桿線圈系統(tǒng)只在軟鐵心中點(diǎn)的很小范圍內(nèi)為線性,因此可用的測(cè)量行程(與機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān))只有數(shù)毫米。由于這個(gè)原因,LVDT通常只用于測(cè)量公差,這在其線性行程范圍內(nèi)。名義尺寸由測(cè)針的固定位置確定,因此限制了測(cè)量設(shè)備靈活性和如果需要測(cè)量不同尺寸還需要進(jìn)行裝卸和調(diào)整。LVDT測(cè)量原理的另一個(gè)明顯弱點(diǎn)是車間環(huán)境通常不理想,可是它對(duì)溫度敏感。即使不大的溫度波動(dòng)也將導(dǎo)致測(cè)量值明顯偏移,因此需要重新校準(zhǔn)。盡管有這些局限,但由于用戶熟悉它,LVDT的優(yōu)點(diǎn)足以使它在市場(chǎng)中占有一席之地。


   自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)微米精度范圍的測(cè)量中,除了接觸式直線光柵尺外,還有多種非接觸測(cè)量應(yīng)用。通常是基于光閘(透射光或反射光)的光學(xué)設(shè)備。也有部分設(shè)備用空氣的動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量被測(cè)物體間距離。也有用集成在生產(chǎn)線中的視頻系統(tǒng)。


   增量式光學(xué)長(zhǎng)度計(jì)越來越多地用于取代LVDT。增量式光學(xué)長(zhǎng)度計(jì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,抗污染能力強(qiáng),能適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)過程的高標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量任務(wù)要求。相比其它測(cè)量原理,基于玻璃基體的測(cè)量基準(zhǔn)有多個(gè)突出優(yōu)點(diǎn):
• 測(cè)量精度高和全行程線性好(可達(dá)100 mm)
• 溫度穩(wěn)定性好和溫度特性確定
• 高分辨率的重復(fù)精度高
• 單信號(hào)周期內(nèi)誤差?。?小行程誤差)
德國(guó)Traunreut的海德漢公司的Specto系列光學(xué)長(zhǎng)度計(jì)已有多年應(yīng)用歷史。

提供測(cè)量值

式光柵尺的特點(diǎn)是位置與位置信息間關(guān)系確定。即使運(yùn)動(dòng)速度很高,也能始終提供可靠測(cè)量值。因此,截止頻率和電氣系統(tǒng)的zui高速度限制這些指標(biāo)都不重要。


   測(cè)量設(shè)備工作前必須先建立原點(diǎn),就是說基于外部坐標(biāo)系確定被測(cè)位置的測(cè)量值。通常用實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)(在確定的位置處)確定這個(gè)原點(diǎn):長(zhǎng)度計(jì)接觸被測(cè)物體表面,然后接觸已知實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的表面。如果測(cè)量設(shè)備開機(jī)后不能確定自己位置,就需要這樣確定原點(diǎn),類似于增量式光柵尺沒有回零時(shí)情況。如果是式光柵尺,開機(jī)后測(cè)量設(shè)備能立即確定位置。單這一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)就能大大方便檢測(cè)設(shè)備的裝卸和調(diào)試。


   Acanto長(zhǎng)度計(jì)不僅有增量式光學(xué)測(cè)量設(shè)備的優(yōu)點(diǎn),還能提供測(cè)量值(圖1)。這樣的設(shè)備提供了立即得到位置的測(cè)量手段。如果再考慮環(huán)境條件因素,檢測(cè)期間甚至都可能不需要重新校準(zhǔn)。

結(jié)構(gòu)緊湊

   Acanto長(zhǎng)度計(jì)為接觸式測(cè)量,防護(hù)等級(jí)為IP65。測(cè)量長(zhǎng)度有兩種,12毫米和30毫米(圖2)。可用于大量應(yīng)用。為了簡(jiǎn)化安裝和操作,有軸向和徑向版,用插頭連接電纜。測(cè)桿用壓縮空氣驅(qū)動(dòng),也有用彈簧驅(qū)動(dòng)。測(cè)桿的陶瓷復(fù)合材料滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦小,磨損小和使用壽命長(zhǎng)(超過≥ 500萬個(gè)往返行程)。長(zhǎng)度計(jì)用裝夾桿固定(8 mm直徑)。位置用23 nm分辨率的玻璃光柵尺刻線確定。系統(tǒng)誤差,也就是測(cè)量行程全長(zhǎng)的線性誤差為±2 µm。小行程誤差(細(xì)分誤差)為0.7 µm。這對(duì)只有幾微米行程的重復(fù)測(cè)量很重要。溫度漂移的典型值為1 µm/K。


   位置值通過EnDat 2.2串口傳送。EnDat主單元負(fù)責(zé)EnDat光柵尺的通信??梢灾粋魉臀恢弥?,也可以為上一級(jí)應(yīng)用提供附加信息。EnDat主單元用微控制器(µC)或FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)或ASI進(jìn)行集成。如果選擇集成在FPGA或ASIC中,將能用純串行進(jìn)行高頻傳輸。德國(guó)Jena的MAZeT已開始提供多個(gè)版本。EnDat接口除提供位置信息外,還提供光柵尺診斷功能。通過有效值提供當(dāng)前生成的測(cè)量值質(zhì)量信息。保存在設(shè)備存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)可以讀取,也支持警告和報(bào)警功能。因此可以方便地監(jiān)測(cè)長(zhǎng)度計(jì)工作情況,顯著增加檢測(cè)系統(tǒng)可靠性,特別是多軸應(yīng)用時(shí)。

詳見:海德漢HEIDENHAIN車間計(jì)量長(zhǎng)度計(jì)

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