01. září 2015 00:56

Vysoce přesné měření úhlového natočení s využitím kalibrační hlavy

Ani kvalitní snímač není zárukou přesného měření, pokud není správně použit a namontován. Na snímačích AMOSIN^® firmy AMO GmbH je ukázáno, jak čelit možným nepřesnostem.

Prstencové snímače úhlu natočení se v obráběcích strojích často používají pro měření v C-osách, otočných stolech, výkyvných osách, vřetenech, přímých pohonech a jiných aplikacích. Jejich předností je vysoká přesnost a praktické konstrukční provedení. Snímače AMOSIN^® kromě toho poskytují vysokou odolnost vůči nečistotám (IP67), elektromagnetickým polím a vibracím a vynikající dynamické parametry.

Při detailním posouzení možných zdrojů chyb měření na rotační ose lze definovat následující chyby:

a) Systematické, opakovatelné chyby na otáčku
– excentricita kroužku snímače vůči ose
– chyba dělení měřicí stupnice
– házivost ložisek
b) Nahodilé chyby
– vůle v ložiskách
– deformace vlivem zatížení

I když výše uvedené systematické chyby nelze v praxi zcela odstranit, lze je efektivně vykompenzovat postupem vyvinutým firmou AMO. Po namontování snímače a měřicí hlavy se provede kalibrace jednotkou CHS, WKE a kalibrační hlavou. Ta se umístí naproti měřicí hlavy (180 ° vůči měřicí hlavě). Během jedné otáčky kroužku elektronika CHS nasnímá data a provede kalibraci. Při provozu stroje již kalibrační hlava a jednotka WKE nejsou potřeba. Použije se pouze jediná měřicí hlava, jejíž signál je kompenzován jednotkou CHS. Ještě přesnějších výsledků lze dosáhnou při kalibraci s kalibrační hlavou umístěnou postupně do polohy 90 °, 180 ° a 270 ° vůči měřicí hlavě.

Výsledek: Chyba excentricity je zcela odstraněna a vliv systematických chyb je potlačen 2×, případně 4×.

Hlavní výhodou této metody je, že pro měření stačí jediná měřicí hlava, což představuje úsporu nákladů a jednodušší montáž. Předpokladem úspěchu je samozřejmě použití kvalitních ložisek. Jako příklad jsou uvedeny grafy chyby měření standardního snímače WMI-101-1024, průměr kroužku 326 mm, při excentricitě montáže 10 μm.

Ing. Hynek Stuchlík, DaNa Travel, s. r. o.