Témata
Reklama

Optická vlákna a laser - polohování pro nové aplikace

Zvyšující se požadavky na přesnost a opakovatelnost ve výrobních procesech lze vysledovat ve všech výrobních odvětvích, od elektronického průmyslu až po automobilový, od medicíny až k letectví. Náročné výrobní tolerance, kterými je spoutána výroba polovodičových součástek, se nyní projevují i v dalších sektorech jako je metrologie, komunikace využívající skleněných vláken, výroba plochých displejů a nano-obrábění. Tam všude jsou komponenty stále menší a komplikovanější. Přitom požadavky na ziskovost výroby a spolehlivost výsledných výrobků jsou mnohem náročnější než kdykoliv jindy v minulosti

Na stroje používané ve výrobě, montáži, testování a kontrole takových komponent je vyvíjen konstantní tlak na zlepšování a inovace. Přesnost, opakovatelnost a výkon jsou neustále tlačeny k novým a novým hranicím. Stroje, které ještě nedávno vystačily s krokovým motorem, jsou nyní nahrazovány novými mnohem přesnějšími řešeními.
Reklama
Reklama
Reklama

Polohování

Polohovací systémy, které jsou k konstruktérům k dispozici jsou skutečně různorodé. Každý z nich nabízí odlišné vlastnosti v parametrech přesnosti, rozlišení, rychlosti, odolnosti vůči znečištění a nakonec i v ceně.
Klíčem k vytvoření optimální konstrukce zařízení spočívá ve výběru takového polohovacího systému, který zabezpečí dosažení předpokládaných parametrů při co nejnižší ceně. Laserové interferometry na vrcholu pyramidy nabízejí nejlepší kombinaci linearity, rozlišení a přesnosti. Výsledkem je, že laserové interferometry, donedávna využívané výhradně ve výrobě polovodičů, jsou využívány v mnoha nových aplikacích.

Současný vývoj

Laserové interferometry jsou uznávány jako zařízení poskytující vysokou úroveň přesnosti, ale také jako zařízení obtížně integrovatelné do různých přístrojů, jako zařízení drahé a zařízení, které vyžaduje velký zástavbový prostor. Pro překonání těchto nevýhod vyvinula firma Renishaw novou generaci interferometrických systémů s distribucí laserového paprsku pomocí skleněných optických vláken. Hlavice, které tvoří zakončení optických vláken, jsou vybaveny možností přesného nasměrování paprsku a výstupem systému jsou signály ve standardních průmyslových formátech. Konečným důsledkem je, že konstruktéři dostávají do rukou alternativní řešení umožňující osadit nově navrhované přístroje jednoduchým odměřování poskytujícím parametry interferometrů.

Průchod paprsku vláknovou optikou

Vláknový laser přivádí paprsek přímo do osy měření a umožňuje flexibilně ustavit hlavici mimo protor ovlivněný tepelným vyzařováním laseru. Vláknová optika redukuje dobu nezbytnou pro instalaci a umožňuje využívat jeden zdroj laserového záření až pro dvě nezávislé osy.

Speciální detekční jednotky

Vláknové lasery Renishaw kombinují všechny tyto prvky do jedné kompaktní jednotky. Integrovaný zaměřovač paprsku umožňuje jednoduché nastavení směru paprsku a snížení času pro ustavení. Různé varianty provedení detekčních jednotek umožňují volbu optimální geometrie paprsku dle typu aplikace.

Výstupní signály ve standardních průmyslových formátech

Nový systém Renishaw generuje signály v průmyslovém standardu RS422 s digitálním čtvercovým průběhem, popř. s analogovým sinusovým průběhem 1V. Další rozšíření kompatibility přichází s možností přepínání rozlišení systému, omezujícími filtry a hysterezními doplňky. Díky tomu je nová generace laserových interferometrů kompatibilní s mnoha řídícími systémy bez nutnosti použití přídavné elektroniky.

Lom vzduchu a teplotní kompenzace

Pro maximální výkon lze korigovat efekt změny indexu lomu vzduchu pomocí kompenzační elektronické jednotky a snímačů. Výstupy kompenzační jednotky jsou opět vzájmu maximální kompatibility ve formátu RS422 nebo jako analogový napěťový sinusový signál. Při použití v kombinaci s laserem může systém dosahovat dlouhodobou přesnost (1 ppm. Přídavné vstupy umožňují kompenzovat efekty teplotních dilatací stroje a obrobku.
Nová generace laserových interferometrických polohovacích systémů je právě nyní k dispozici. Tyto systémy využívají skleněná optická vlákna, poskytují výstupní signály kompatibilní s průmyslovými standardy a díky integrovaným detektorům zjednodušují instalaci. Dalšími výhodami jsou zvýšení kompatibility s jinými druhy odměřovacích systémů a redukce pořizovacích nákladů. Lasery mohou být nyní použity stejně jednoduše jako konvenční odměřovací systémy, ovšem s možností zvýšení měřicího rozsahu a vyšší úrovní přesnosti pro nová řešení kreativních návrhářů.
Reklama
Vydání #3
Kód článku: 40323
Datum: 10. 03. 2004
Rubrika: Výroba / Měření
Autor:
Firmy
Související články
Kontrola rotačních součástek v sériové výrobě

Hřídelové a kotoučové součástky patří k nejrozšířenějším ve strojírenství. S nástupem elektromobility jejich podíl zřejmě ještě poroste. Sériová výroba běžně pracuje v sekundovém taktu, a stejně tak rychlá musí být nově i kontrolní technika. Stoprocentní kontrola se již stává samozřejmostí.

Plováčkové průtokoměry na olej

Výrobou přístrojů pro polní instrumentaci se dlouhodobě a úspěšně zabývá celosvětově působící společnost Kobold Messring. Do jejího hlavního programu patří průtokoměry, teploměry, hladinoměry a tlakoměry.

Jak dokonale měřit průtok

Pro měření průtoků v průmyslových závodech nebo pro testování složení protékající tekutiny dnes existuje řada snímačů průtoku a průtokoměrů, které lze použít v nejrůznějších pracovních prostředích. Mnohé z nich pocházejí z dílny společnosti Kobold Messring GmbH.

Související články
Střípky ze svátku metrologie

Ještě před letošním svátkem metrologů, jenž se slaví 20. května, se konala tradiční metrologická událost světového rozsahu – veletrh Control v německém Stuttgartu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Optický CMM skener

Firma Creaform letos v dubnu představila nový model 3D skeneru MetraScan 3D, který díky svým inovacím a parametrům nastavuje nový standard v oblasti metrologie a laserového 3D skenování.

Expimer - expresní zařízení pro rychlé stanovení materiálových vlastností

Expimer, prezentovaná instrumentovaná měřicí soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou, může být alternativním způsobem, jak rychle definovat materiálové vlastnosti. Celý proces spočívá v tom, že na základě parametrů získaných v průběhu makroprocesu automatizovaného vtlačovaní indentoru kulového tvaru (ABI) do povrchu materiálu bez porušení konstrukce, lze rychle zjistit požadované materiálové vlastnosti. Tato metoda je jedinečná vzhledem k jednoduchosti, rychlosti vyhodnocení, manipulovatelnosti a užitečnosti pro stanovení mechanických vlastnosti materiálů během jejich vývoje, výroby a zejména v pracovních podmínkách provozu.

Multisenzorová souhra - měřicí stroje s pevným portálem

Po mnoho let se souřadnicové měřicí stroje společnosti Werth Messtechnik GmbH osvědčují při měření s více snímači umístěnými na dvou nezávislých osách. Nebezpečí kolize mezi snímačem a obrobkem se tak podstatně sníží, protože senzory, které nejsou používány, jsou zasunuty.

Měření a korekce chyb obráběcího stroje ve výrobním procesu

Vlivem kolísání teplot ztrácejí obráběcí stroje svoji přesnost. Již rozdíl několika málo stupňů vede k nedodržení požadovaných výrobních tolerancí. Pro zvládnutí tepelné roztažnosti částí stroje se dosud používají nákladná klimatizační zařízení. Fraunhofer Institut – IPT jde nyní jinou cestou: nová měřicí technika zjišťuje deformaci stroje a koriguje chyby přímo během jeho práce.

Měřicí technika na Control 2015

Letošního stuttgartského mezinárodního veletrhu Control 2015, zaměřeného na problematiku kvality, se účastnilo na 917 vystavovatelů. Jejich setkání s návštěvníky dokumentovalo novinkami a inovovanými technologiemi současnou úroveň dané oblasti, ale bylo inspirativní také pro další rozvoj oboru.

Sondy pod lupou

Pro koupi jakéhokoliv produktu platí jednoduché pravidlo: Hledáme produkt s nejlepším poměrem výkon/cena. Zatímco srovnání cen je triviální matematickou záležitostí, porovnat výkon produktu, respektive jeho přidanou hodnotu, bývá někdy složité.

Komplexní hodnocení jakosti povrchu

Význam stavu povrchů ve strojírenské praxi je znám již mnoho let. Z tohoto důvodu vznikly pro jejich popis, snímání a hodnocení obecně platná pravidla a metodiky, které se promítly do příslušných norem s obecně známými parametry drsnosti povrchu (Ra, Rz apod.). Pohled na drsnost bývá ovšem ve většině těchto případů pouze profilový - v jedné řezové rovině -, což způsobuje nemožnost objektivního podchycení všech jeho vlastností ve všech směrech (tj. v ploše). Proto vznikají způsoby komplexnějšího snímání - převážně optického v podobě 3D skenů -, ke kterým je nutné odpovídajícím přístupem vytvořit další parametry a metodiky pro jejich objektivní hodnocení.

Měření v rámci celého výrobního řetězce

Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

Přesné měření libovolného materiálu nebo povrchu

Společnost Keyence uvedla na trh řadu konfokálních snímačů polohy CL-3000 pro vysoce přesné měření na jakémkoliv materiálu nebo povrchu. Tyto vysoce kompaktní koaxiální laserové snímače polohy pomáhají s takovými úkoly, jako je zlepšování kvality, prevence dodávek nevyhovujících dílů a zvyšování objemu výroby.

Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit