Uživatelská příručka
F-9908-0081-01-B
XC-80
Kompenzátor vlivu prostředí
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Objednací číslo Renishaw: F-9908-0081-01-B
Poprvé vydáno: 05.2017
Shoda s ES
Společnost Renishaw plc prohlašuje, že kompenzátor XC vyhovuje platným
směrnicím, normám a předpisům. Kopie úplného prohlášení ES o shodě je k
dispozici na následující adrese: www.renishaw.cz/XLCE.
Právní informace
Bezpečnost
Před používáním laserového systému nahlédněte do příručky s bezpečnostními
informacemi o používání laseru.
Zřeknutí se záruk
Společnost renishaw vynaložila značné úsilí k zajišténí správnosti obsahu tohoto
dokumentu k datu vydání, ale neposkytuje žádné záruky či formy ujištění týkající
se obsahu. Společnost renishaw vylučuje odpovědnost, jakkoli vzniklou, za
jakékoli nepřesnosti v tomto dokumentu.
Ochranné známky
RENISHAW a emblém sondy použitý v logu Renishaw jsou registrovanými
ochrannými známkami společnosti Renishaw plc ve Spojeném království a v
jiných zemích. apply innovation a názvy a jiná označení Renishaw produktů
a technologií jsou ochrannými známkami společnosti Renishaw plc a jejích
dceřinných společností.
Všechny ostatní názvy značek a produktů použité v tomto dokumentu jsou
obchodními názvy, ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými
známkami příslušných vlastníků.
Copyright
© 2016 Renishaw plc. Všechna práva vyhrazena.
Tento dokument ani žádná jeho část nesmí být bez předchozího písemného
svolení společnosti Renishaw žádným způsobem kopírována, reprodukována ani
převáděna na jiné médium či překládána do jiného jazyka.
Ze zveřejnění materiálu v tomto dokumentu nevyplývá osvobození od patentových
práv společnosti Renishaw plc.
Směrnice WEEE
Použití tohoto symbolu na výrobcích společnosti Renishaw a/nebo v průvodní
dokumentaci znamená, že by se výrobek neměl vyhazovat
do běžného domácího odpadu. Koncový uživatel výrobku
zodpovídá za to, že daný výrobek odevzdá na místě určeném pro
shromažďování použitého elektrického a elektronického zařízení
(směrnice WEEE), aby bylo umožněno jeho opětovné použití nebo
recyklace.
Správná likvidace výrobku pomáhá šetřit cenné přírodní zdroje a
zabránit eventuálním negativním dopadům na životní prostředí.
Pro podrobnější informace prosím kontaktujte svou místní službu
odstraňování odpadů nebo distributora společnosti Renishaw.
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Obsah
Úvod ....................................................................................................................... 4
Kompenzace vlnové délky ..................................................................................4
Kompenzace teplotní roztažnosti materiálu ........................................................ 4
Zadní panel ......................................................................................................... 4
Připojení a konfigurace kompenzátoru XC ......................................................... 5
Snímače parametrů prostředí ............................................................................. 5
Symboly snímačů ................................................................................................. 6
LED indikace .........................................................................................................6
LED indikace snímačů ........................................................................................ 6
Stavová LED ....................................................................................................... 6
Kalibrace kompenzátoru XC ................................................................................ 7
Kompenzace vlnové délky ...................................................................................7
Umístění snímačů vzduchu ................................................................................. 8
Umístění snímačů teploty vzduchu: .................................................................... 8
Snímače tlaku a relativní vlhkosti vzduchu ......................................................... 8
Kompenzace tepelné roztažnosti materiálu .......................................................8
Součinitele tepelné roztažnosti materiálu ........................................................... 9
Umístění snímače materiálu .............................................................................. 10
Odhad přesnosti stroje provozovaného za teploty 20 °C .................................. 10
Kalibrace stroje podle národních a mezinárodních norem ................................10
Odhad přesnosti systému zpětné vazby stroje, pokud měl teplotu 20 °C ......... 11
Výroba dílců, které musí být přesné při teplotě 20 °C ....................................... 11
Automatická kompenzace ..................................................................................12
Cyklus aktualizace kompenzátoru XC .............................................................. 12
Konstantní hodnota teploty materiálu ..............................................................13
Technické údaje .................................................................................................. 13
Úvod .................................................................................................................. 13
Hmotnost a rozměry ........................................................................................... 14
Objednací čísla ................................................................................................... 14
4
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Úvod
Kompenzátor XC je nezbytný k zaručení přesnosti vašeho laserového systému.
Přesným a pečlivým měřením okolních podmínek kompenzuje vliv změn teploty,
tlaku a relativní vlhkosti vzduchu na vlnovou délku laserového paprsku. Díky tomu
eliminuje chyby měření plynoucí z těchto změn.
Kompenzace vlnové délky
Hodnoty zjištěné snímači kompenzátoru XC jsou použity ke kompenzaci údajů
zjištěných v režimu lineárního měření. Není-li kompenzace provedena, mohou
změny indexu lomu vzduchu vést ke značným chybám měření. I když je možné
zadat podmínky okolního prostředí ručně (pomocí teploměru a dalších přístrojů),
výhodou použití kompenzátoru XC je to, že kompenzace je prováděna přesně a je
automaticky aktualizována každých 7 sekund.
Kompenzace teplotní roztažnosti materiálu
Kompenzátor XC je také schopen přijímat vstupní údaje ze tří snímačů teploty
materiálu, které mohou měřit teplotu stroje nebo testovaného materiálu. Za
předpokladu, že byl do softwaru CARTO zadán koeficient teplotní roztažnosti,
umožní tento software standardní přepočet měření na teplotu stroje (materiálu)
20 °C.
Kompenzaci prostředí lze provést třemi způsoby:
• Automaticky aktualizovaná kompenzace prostředí kompenzátorem XC.
• Manuálně aktualizovaná kompenzace prostředí kompenzátorem XC.
• Kompenzace pomocí manuálně zadaných dat bez kompenzátoru XC.
Technické údaje kompenzátoru XC jsou uvedeny v kapitole Parametry.
Kompenzátor XC je dodáván v sadě, která obsahuje kabel USB, jeden snímač
teploty vzduchu a jeden snímač teploty materiálu.
Zadní panel
Zadní panel kompenzátoru XC obsahuje tyto prvky:
1 3
4
5
1
Datum kalibrace
2
Stavová dioda
3
USB port
4
Snímač relativní vlhkosti
5
Plánované datum rekalibrace
2
5
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Připojení a konfigurace kompenzátoru XC
Na zadním panelu kompenzátoru XC je USB port, který umožňuje připojení
kompenzátoru XC k počítači (USB kabel je dodávaný jako součást sady
kompenzátoru XC). USB kabel umožňuje komunikaci mezi kompenzátorem XC a
počítačem a také napájí kompenzátor XC a snímače.
Poznámka: Před připojením kompenzátoru XC k počítači nainstalujte
software CARTO. Instalace softwaru zajistí, že bude počítač správně
nakonfigurován.
Snímače parametrů prostředí
Snímače tlaku vzduchu a relativní vlhkosti jsou obsaženy v těle kompenzátoru
XC. Aby kompenzátor XC poskytoval přesné údaje v souladu s Parametry, měl
by být používán v horizontální poloze, jak je znázorněno na obrázku. Při umístění
kompenzátoru v jiné poloze může dojít k malé chybě v hodnotách tlaku vzduchu,
která sníží přesnost kompenzovaných hodnot měření.
Poznámka: Nezakrývejte snímač relativní vlhkosti na zadním panelu.
Poznámka: Relativní vlhkost se zobrazí v softwaru pouze tehdy, pokud je
ke kompenzátoru XC připojen snímač teploty vzduchu.
Zobrazené snímače teploty vzduchu a teploty
materiálu jsou dodávány samostatně. Součástí
dodávky jsou i komunikační kabely. Každý
kabel je opatřen konektorem s vnitřním závitem
k připojení ke snímači a konektor s vnějším
závitem k připojení do odpovídající zdířky na
boku kompenzátoru XC.
Společnost Renishaw dodává
s každým kompenzátorem XC
standardně jeden snímač teploty
materiálu a jeden snímač teploty
vzduchu. Pro měření strojů s
dlouhými osami lze ke kompenzátoru
XC připojit až tři snímače teploty
materiálu. Další sady snímačů teploty
materiálu lze získat u místního
zastoupení společnosti Renishaw.
Snímače teploty vzduchu a materiálu jsou dodávány s 5m kabely. Kabely lze
podle potřeby prodlužovat až do maximální délky kabelu 60 m – tím je umožněno
umístit snímače na vhodná místa na měřeném stroji. Náhradní snímače a kabely
lze získat u místního zastoupení společnosti Renishaw.
6
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Aby mohl uživatel snadno identifikovat, který kabel je připojen ke kterému
snímači, kabely jsou dodávány se snímatelnými jmenovkami (štítky). Kabely by
měly být uloženy připojené ke snímačům. Úložná místa v transportním kufru jsou
tomu uzpůsobena.
Snímače teploty jsou opatřeny magnety. Díky tomu lze snímače snadno upevnit k
ocelovým nebo litinovým povrchům. Kromě toho jsou snímače opatřeny otvorem
pro případné připevnění pomocí šroubu.
Snímače teploty vzduchu a materiálu musí být zapojeny do odpovídajících zdířek
na jednotce kompenzátoru XC. Na boku jednotky jsou zobrazeny symboly,
odpovídající různým typům snímačů. Snímač teploty vzduchu musí být připojen k
zásuvce označené symbolem teploty vzduchu viz níže. Snímače teploty materiálu
mohou být připojeny k libovolné zásuvce označené symbolem teploty materiálu.
Symboly snímačů
Symboly snímačů teploty vzduchu a materiálu jsou také uvedeny na boku
samotných snímačů.
Poznámka: Na jednotce nejsou žádné zdířky pro připojení snímačů
tlaku vzduchu a relativní vlhkosti. Tyto snímače jsou integrovány do těla
kompenzátoru XC.
LED indikace
LED indikace snímačů
Na boku kompenzátoru XC se pod vyobrazenými symboly snímačů nachází
šest LED diod indikujících stav snímačů tlaku vzduchu, relativní vlhkosti, teploty
vzduchu a tří snímačů teploty materiálu. Barva kontrolek indikuje získávání údajů
ze snímačů a následně také validaci získaných údajů.
Kompenzátor XC postupně komunikuje s jednotlivými snímači. Získávání údajů
je snímače trvá 7 sekund. V průběhu komunikační cyklu se snímačem se barva
odpovídající diody změní na oranžovou. Po ukončení komunikace indikuje zelená
barva přijetí platných údajů ze snímače. Pokud došlo při komunikaci k chybě,
např. snímač nebyl připojen nebo je vadný, barva diody se změní na červenou.
Hodnoty použité ke kompenzaci vlnové délky laseru jsou aktualizovány po
každém přečtení hodnoty snímače (každých 7 sekund).
Stavová LED
Na zadním panelu kompenzátoru XC je umístěna stavová LED dioda. Tato
kontrolka svítí červeně, když je jednotka připojena k napájení (tj. když je připojena
k počítači pomocí kabelu USB). Když je jednotka připravena na zahájení měření,
změní se barva LED na zelenou.
Teplota vzduchu
Tlak vzduchu
Relativní vlhkost
Teplota materiálu 1
Teplota materiálu 2
Teplota materiálu 3
7
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Kalibrace kompenzátoru XC
Chcete-li udržet stanovenou přesnost kalibračního systému Renishaw,
doporučujeme provést kalibraci kompenzátoru XC a jeho snímačů každý
rok. Častější kalibrace se doporučuje u jednotek používaných v extrémních
podmínkách, nebo pokud máte podezření na poškození. Požadavky vašeho
programu zajištění kvality nebo národní/místní předpisy mohou také určovat
častější provedení kalibrace. Na zadním panelu kompenzátoru XC je místo pro
zaznamenání data plánované kalibrace. Během uskladnění, přepravy a použití by
kompenzátor XC a snímače neměly být vystaveny nadměrným nárazům, vibracím
nebo extrémním teplotám, tlaku či vlhkosti (viz technické údaje), protože tyto
faktory by mohly způsobit neplatnost kalibrace.
Nejistota kalibračních výpočtů byla provedena v souladu s dokumentem EA-4/02
Evropské společnosti pro Akreditaci.
Všechny kalibrace jsou součástí systému zajištění kvality EN ISO 9001:2000
společnosti Renishaw. Systém je kontrolován a certifikován akreditační agenturou
UKAS. Certifikace UKAS je uznávána národními certifikačními orgány v mnoha
zemích na celém světě.
Podrobnosti o postupu kalibrace jsou uvedeny v kalibračních certifikátech
dodaných s vaším systémem nebo na adrese www.renishaw.cz/certificates
Chyby a nejistoty spojené s normalizací teploty materiálu na hodnotě 20 °C
nejsou zahrnuty do celkové přesnosti systému. Tyto chyby a nejistoty nebudou
záviset jen na přesnosti vyhodnocování snímače teploty materiálu (kterou
prokazuje kalibrační certifikát společnosti Renishaw), ale také na přesnosti
hodnoty součinitele roztažnosti zadané do kalibračního softwaru, teplotním rozdílu
od 20 °C a správném umístění snímačů.
Společnost Renishaw nabízí službu kompletní rekalibrace systému a možnost
oprav kompenzačních jednotek vlivů prostředí XC a jejich snímačů ve výrobním
závodě ve Velké Británii. Komparativní rekalibrace laserového systému XL
nabízejí pobočky Renishaw v USA, Německu a Číně. Další informace získáte u
místního zastoupení společnosti Renishaw nebo na webové stránce Renishaw.cz
Kompenzace vlnové délky
Přesnost lineárního měření polohy závisí na přesnosti vlnové délky laserového
paprsku. Tato hodnota je určena nejen kvalitou stabilizace laserového paprsku,
ale také parametry okolního prostředí. Zejména hodnoty teploty, tlaku a relativní
vlhkosti vzduchu významně ovlivňují vlnovou délku laserového paprsku (ve
vzduchu).
Není-li změna vlnové délky kompenzována, potom chyby lineárního laserového
měření mohou dosáhnout hodnoty až 50 ppm. Dokonce i v místnosti s
regulovanou teplotou může každodenní změna atmosférického tlaku způsobit
změny vlnové délky o více než 20 ppm. Pro představu, při každé změně
podmínek okolního prostředí uvedených v tabulce níže, vznikne chyba asi 1 ppm:
Teplota vzduchu
1 °C
Tlak vzduchu
3,3 mbar (0,098 v Hg)
Relativní vlhkost (při 20 °C)
50 %
Relativní vlhkost (při 40 °C)
30 %
Poznámka: Tyto hodnoty jsou nejhorším možným případem a nejsou zcela
nezávislé na změně ostatních parametrů.
Tyto chyby mohou být sníženy použitím kompenzační jednotky vlivů prostředí XC.
Kompenzátor XC měří teplotu, tlak a vlhkost vzduchu, následně vypočítá index
lomu vzduchu (a tedy vlnovou délku laseru) pomocí Edlénovy rovnice. Hodnoty
získané laserovým měření jsou následně automaticky upraveny tak, aby
kompenzovaly odchylky ve vlnové délce laseru. Výhodou automatického systému
je naprostá nezávislost na manuálních zásazích uživatele a četnost provádění
kompenzace.
8
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Kompenzace vlnové délky se vztahuje pouze na lineární měření. Další typy
měření (úhlová měření, měření rovinnosti, přímosti, apod.) jsou vlivy prostředí
mnohem méně ovlivňovány, protože změny prostředí ovlivňují stejnou měrou
měřicí i referenční složky paprsku.
Umístění snímačů vzduchu
Umístění snímačů teploty vzduchu:
UPOZORNĚNÍ
Chcete-li zajistit tepelnou stabilizaci měření, umístěte snímač teploty vzduchu do
prostoru nejméně 15 minut před zahájením měření.
Snímač teploty vzduchu by měl být umístěn co nejblíže k dráze měření laserového
paprsku a přibližně uprostřed dráhy pohybu měřené osy. Vyvarujte se umístění
snímačů do blízkosti lokálních zdrojů tepla, například motorů, nebo do proudění
chladného vzduchu.
Při měření dlouhých os zkontrolujte gradient změny teploty vzduchu. Pokud
se teplota vzduchu změní podél dráhy osy o více než 1 °C, použijte ventilátor
k cirkulaci vzduchu. (To platí zvláště u dlouhých svislých os, kde jsou poklesy
teploty vzduchu pravděpodobnější.) Vyvarujte se vedení signálních kabelů
snímače blízko zdrojů silného elektrického rušení, např. vedení vysokého napětí
nebo lineárních motorů.
Pro usnadnění montáže je snímač teploty vzduchu opatřen otvor, který umožňuje
přišroubování snímače k měřenému povrchu.
Snímače tlaku a relativní vlhkosti vzduchu
Snímače tlaku a vlhkosti vzduchu jsou integrovány v kompenzační jednotce XC.
Obecně tedy není nutné měřit tlak nebo relativní vlhkost vzduchu v bezprostřední
blízkosti dráhy paprsku. Je to z toho důvodu, že významné chyby v měření jsou
způsobeny teprve velkými odchylkami tlaku a vlhkosti. Změny těchto veličin
v rámci pracovního prostoru stroje jsou tedy nevýznamné. Snímač relativní
vlhkosti by však měl být umístěn mimo zdroje tepla nebo průvanu.
Je důležité zajistit, aby snímač vlhkosti nebyl nijak zacloněn.
Při kalibraci vertikálních os delších než 10 metrů je doporučeno umístit snímač
tlaku do poloviny osy.
Kompenzace tepelné roztažnosti materiálu
Mezinárodně uznávaná referenční teplota je 20 °C a souřadnicové měřicí stroje a
obráběcí stroje jsou obvykle kalibrovány s odkazem na tuto teplotu. V normálním
továrním prostředí, kde zpravidla není k dispozici přesné řízení teploty, nebude
stroj měřen při této ideální teplotě. Vzhledem k tomu, že struktura strojů se s
teplotou rozpíná nebo smršťuje, může mít odlišná teplota vliv na měření a stát se
příčinou chyby kalibrace.
Pro eliminaci této chyby obsahuje software pro lineární měření funkci
kompenzace teplotní roztažnosti. Jedná se o matematickou korekci naměřených
hodnot. Software normalizuje měření pomocí součinitele roztažnosti, který musí
být zadán manuálně, a průměrné teploty stroje měřené pomocí kompenzátoru
XC. Cílem této korekce je odhadnout výsledky laserové kalibrace, které by měly
být získány, kdyby byla kalibrace stroje provedena při teplotě 20 °C.
9
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Součinitele tepelné roztažnosti materiálu
Rozměr, o který se většina materiálů roztáhne nebo stáhne při změně teploty, je
velmi malý. Z tohoto důvodu je součinitel tepelné roztažnosti stanoven jako počet
částic z milionu na stupeň Celsia (ppm/°C). Tento součinitel stanoví hodnotu,
o kterou se materiál roztáhne nebo stáhne při každém nárůstu nebo poklesu
teploty o jeden stupeň Celsia. Například předpokládejme, že součinitel teplotní
roztažnosti je +11 ppm/°C. To znamená, že každý nárůst teploty materiálu o
1 °C způsobí roztažení materiálu o 11 ppm, což se rovná 11 mikrometrům na
metr materiálu.
Nesprávná kompenzace teplotní roztažnosti materiálu je jedním z primárních
zdrojů chyb v laserových měřeních lineární polohy v prostředích bez regulace
teploty. Součinitele roztažnosti běžných technických materiálů jsou relativně velké
ve srovnání s nepřesností vlnové délky laseru a chybami vyrovnání laserového
paprsku.
Kompenzované výsledky měření budou ovlivněny chybou přímo související
s přesností měření snímače teploty materiálu. Velikost této chyby závisí na
součiniteli teplotní roztažnosti testovaného stroje. Snímač teploty materiálu má
přesnost ±0,1 °C, a proto pokud má testovaný stroj součinitel tepelné roztažnosti
10 ppm/°C, bude chyba kompenzace měření ±1 ppm. Tato chyba ovlivňuje
přesnost měření systému (±0,5 ppm) při použití kompenzační jednotky vlivů
prostředí XC.
Protože však tyto dvě chyby vzájemně nesouvisejí, jejich kombinovaný účinek je
druhá odmocnina součtu jejich druhých mocnin a ne jejich aritmetického součinu.
Proto pro výše uvedený příklad bude přesnost měření po kompenzaci ±1,2 ppm.
Další chyby měření se mohou objevit, pokud bude do softwaru zadán nesprávný
součinitel teplotní roztažnosti. Protože hodnoty součinitelů teplotní roztažnosti
různých strojů se mohou lišit o 10 ppm/°C nebo více, věnujte pozornost
správnému zadání odpovídajících hodnot pro měřený stroj. V případě potřeby si
vyžádejte radu výrobce stroje.
Součinitel teplotní roztažnosti stroje a jeho zpětnovazební smyčky se vkládá do
softwaru, pokud se nepředpokládá teplota obráběných dílců 20 °C. Níže uvedená
tabulka uvádí typické součinitele roztažnosti pro různé materiály používané v
konstrukci strojů a jejich systémů zpětné vazby polohy.
Poznámka: Protože součinitele roztažnosti materiálů se mohou lišit
složením a ošetřením materiálů, tyto hodnoty slouží pouze pro informaci a
měly by být použity pouze nejsou-li známy hodnoty od výrobce stroje.
Materiál Aplikace
Součinitel
roztažnosti
ppm/°C
Železo/ocel
Konstrukční prvky stroje, převody,
kuličkové šrouby
11,7
Slitiny hliníku
Lehké konstrukce souřadnicových
měřicích strojů
22
Sklo Lineární snímače se skleněným měřítkem 8
Granit Rámy a stoly měřicích strojů 8
Beton Základy obráběcích strojů 11
Invar
Snímače polohy s nízkou teplotní
roztažností
<2
Tepelně stabilní
sklo
Snímače polohy s nulovou teplotní
roztažností
<0,2
10
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Při pokusu odhadnout součinitel roztažnosti postupujte opatrně zejména při
spojení dvou materiálů s různými součiniteli. Například v případě systému zpětné
vazby složeného z ocelových a litinových prvků může být součinitel roztažnosti
blíže k litinovému rámu, ke kterému jsou ocelové části konstrukce připevněny. V
případě velkých portálových strojů s pojezdovými kolejnicemi v podlaze může být
součinitel roztažnosti kolejnice ovlivněn roztažností základového betonu. Také
mnoho moderních vah se skládá z řady různých materiálů, např. skleněná váha
může být spojena s hliníkovým nosníkem, který je připevněn k litinovému prvku
stroje. V takových případech může být výběr správného součinitele obtížný. Měli
byste vyhledat radu výrobce stroje.
Umístění snímače materiálu
UPOZORNĚNÍ
Chcete-li zajistit tepelnou stabilizaci, snímač teploty materiálu by měl být
připevněn k materiálu po dobu 25 minut před zahájením měření.
Při umístění snímačů teploty materiálu je třeba nejprve rozhodnout jaký cíl
kompenzací teplotní roztažnosti sledujete. Může se jednat o jeden ze čtyř
možných cílů.
1. Odhadnout přesnost lineárního polohování stroje vzhledem k provozní teplotě
20 °C. Tento záměr se často využívá při konstruování nebo stavbě stroje, při
odstávce stroje, uvedení do provozu nebo rekalibraci.
2. Provést kalibraci v souladu s Národní či mezinárodní normou pro přejímku
strojů.
3. Odhadnout přesnost lineárního polohování stroje, které by systém zpětné vazby
stroje mohl dosáhnout, pokud by měl systém zpětné vazby stroje teplotu 20 °C.
To je užitečné pro diagnostiku závad v systému zpětné vazby.
4. Odhadnout přesnost dílců, které stroj vyrobí, když se tyto dílce o teplotě
20 °C dostanou ke kontrole. Tento cíl je zvláště důležitý při výrobě přesných
neželezných dílců v dílnách bez regulace teploty, kde se součinitele roztažnosti
zpětné vazby stroje a roztažnosti obrobku výrazně liší.
Rozdíly mezi těmito cíli jsou často výrazné, zvláště pokud se systém zpětné
vazby polohy stroje zahřeje během provozu stroje (např. kuličkový šroub) nebo
pokud se součinitel roztažnosti obrobku výrazně liší od součinitele systému
zpětné vazby polohy, např. hliníkový obrobek produkovaný na stroji se skleněnými
odměřovacími pravítky.
Snímač teploty materiálu dodávaný s kompenzátorem XC je vybaven silným
magnetem pro spolehlivé připevnění k testovanému stroji. Ujistěte se, že snímač
teploty materiálu dobře přiléhá k měřenému materiálu.
Odhad přesnosti stroje provozovaného za teploty 20 °C
Chcete-li odhadnout přesnost stroje provozovaného v prostředí o teplotě 20 °C,
snímač teploty materiálu by měl být umístěn na stole stroje nebo na některé
jiné těžké části konstrukce stroje, která NENÍ v blízkosti žádných zdrojům tepla,
jako jsou motory, převodovky, pláště ložisek, výfuky atd. Součinitel roztažnosti
materiálu by měl být nastaven na součinitel systému zpětné vazby.
Kalibrace stroje podle národních a mezinárodních norem
Chcete-li kalibrovat přesnost stroje v souladu s národními nebo mezinárodními
normami, měl by být dodržen postup uvedený v dané normě. Norma by měla
popisovat, kam umístit snímač materiálu, jaký součinitel roztažnosti použít a jaký
cyklus zahřátí stroje provést. Pokud je v normě také definován test odchylky, musí
být také zahrnut.
Pokud se teploty vzduchu a stroje výrazně liší, potom je také pravděpodobné,
že bude docházet k výrazným teplotním rozdílům mezi povrchem a jádrem
materiálu. Za těchto okolností byste měli věnovat pozornost umístění snímačů
teploty materiálu tam, kde změří teplotu jádra. Teplotu lze změřit ve více bodech
pomocí až tří snímačů materiálu. Kompenzační hodnota pak bude stanovena jako
průměrná hodnota změřených údajů.
11
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Je běžnou mylnou představou, že snímače materiálu by měly být vždy umístěny
na kuličkový šroub nebo systém zpětné vazby. Vždy nejde o takovou situaci,
kterou popisuje následující příklad.
Příklad:
Předpokládejme, že stroj je kalibrován v dílně při teplotě 25 °C, a kvůli teplu
vytvářenému strojem je kuličkový šroub teplejší o 5 °C, má tedy teplotu 30 °C.
Pokud jsou snímače materiálu umístěny na kuličkovém šroubu (nebo velmi
blízko k němu), naměřené hodnoty budou kompenzovány za účelem odhadnutí
hodnot, které by byly získány, pokud by byl kuličkový šroub v chodu při teplotě
20 °C. Pokud je však stroj v chodu v prostředí při teplotě 20 °C, kuličkový šroub
NEBUDE mít teplotu 20 °C.
Teplo vytvářené provozem šroubu a motoru zde stále bude, takže teplota
kuličkového šroubu bude asi o 5 °C vyšší než okolní teplota (25 °C).
Umístění snímače materiálu na kuličkový šroub bude mít tedy za následek
překompenzování. Je tedy lepší umístit snímač na těžkou část stroje, aby
byla získána hodnota související s průměrnou okolní teplotou kolem stroje za
posledních několik hodin.
Odhad přesnosti systému zpětné vazby stroje, pokud měl teplotu 20 °C
Tento postup se často používá pro diagnostické účely. Stroj možná neprošel
kalibrací podle cíle 1 nebo 2 a přesnost systému zpětné vazby při teplotě
20 °C nyní vyžaduje ověření. Chcete-li splnit tento cíl, laserový paprsek by měl být
vyrovnán co nejblíže do osy systému zpětné vazby (k minimalizaci Abbého chyby
kompenzace).
Snímač teploty materiálu by měl být umístěn na systém zpětné vazby (nebo do
jeho blízkosti) a součinitel roztažnosti by měl být nastaven na součinitel systému
zpětné vazby. Teplotu lze měřit ve více bodech pomocí tří snímačů materiálu.
Výroba dílců, které musí být přesné při teplotě 20 °C
Pokud se obráběcí stroj vždy používá k výrobě obrobků z materiálu s výrazně
odlišným součinitelem roztažnosti od součinitele systému zpětné vazby, např.
slitiny hliníku, uhlíkové kompozitní materiály, keramika atd., může být vhodné
použít součinitel roztažnosti obrobku a ne součinitel systému zpětné vazby stroje.
Ačkoli tím nebude získána kalibrace, která představuje výkonnost stroje při teplotě
20 °C, může vylepšit přesnost obrobků, když se vrátí na teplotu 20 °C pro měření.
Snímač teploty materiálu by měl být umístěn poblíž snímače teploty obrobku.
Většinou bude umístěn na stolu stroje, ale může být vhodné zohlednit i další
činitele, jako je typ použitého chladicího systému a rychlosti odstraňování
materiálu. Měli byste věnovat pozornost provedení tohoto typu kalibrace také
za za běžných podmínek. Tento způsob kompenzace může být účinný pouze
tehdy, pokud teplota a součinitele roztažnosti různých obrobků budou relativně
konzistentní.
12
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Automatická kompenzace
Automatická kompenzace vlivů prostředí využívá kompenzační jednotku XC k
provedení kompenzace vlnové délky laseru a kompenzace teplotní roztažnosti
materiálu. Pokud je kalibrace prováděna v prostředí, kde se mohou atmosférické
podmínky během testu lišit, potom důrazně doporučujeme automatickou
kompenzaci.
Chcete-li provést automatickou kompenzaci, nejprve připojte snímače teploty
vzduchu a materiálu k příslušným zdířkám na boku kompenzátoru XC.
Více informací najdete v části věnované snímačům prostředí. Dále připojte
kompenzátor XC k počítači pomocí dodávaného kabelu USB.
V software Capture se zobrazí XC
Device Monitor Panel, který indikuje,
že kompenzátor XC je k dispozici.
Kompenzace vlivů prostředí bude nyní
prováděna automaticky.
Hodnoty kompenzátoru XC jsou snímány
každých sedm sekund a jsou náležitě
používány ke kompenzaci laserových
hodnot. Více informací najdete v cyklu
aktualizace kompenzátoru XC.
Chcete-li definovat použité jednotky
prostředí, vyberte „Více“, „Nastavení“ a
následně „Jednotky prostředí“.
UPOZORNĚNÍ
Před zahájením jakéhokoli kalibračního cyklu:
Ujistěte se, že kalibrovaný stroj je dostatečně zahřátý, včetně pohonů a
odměřovacích systémů v jednotlivých osách.
Ujistěte se, že pro součinitel tepelné roztažnosti byla zadána správná hodnota
nastavením parametru kompenzace roztažnosti materiálu.
Cyklus aktualizace kompenzátoru XC
Každých sedm sekund se z jednoho ze šesti snímačů prostředí odečte aktuální
hodnota, která je následně odeslána do počítače. Na základě této hodnoty se
aktualizuje kompenzační faktor. Pořadí, ve kterém jsou hodnoty ze snímače
prostředí získávány, je následující: teplota vzduchu, relativní vlhkost, tlak vzduchu
a tři snímače teploty materiálu.
13
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Konstantní hodnota teploty materiálu
Určité aplikace mohou vyžadovat, aby uživatel zadal do systému teplotu materiálu
jako konstantu. Příkladem může být stroj s integrovanými snímači teploty
materiálu a chladicími kanály v loži stroje k udržení stabilní teploty stroje.
Chcete-li použít konstantní teplotu materiálu, vyhledejte v nastavení SW
Capture volbu „Machine“, na záložce „Define“ vyberte možnost „Fixed material
temperature “. Zde vložte požadovanou hodnotu teploty.
Technické údaje
Úvod
Tato kapitola shrnuje fyzikální a provozní údaje různých součástí systému.
Společnost Renishaw si jako součást své politiky neustálého zlepšování produktů
vyhrazuje právo změnit bez upozornění vzhled nebo specifikaci produktu.
Uskladnění systému
Rozsah skladovacích teplot -25 °C – 70 °C
Rozsah skladovací vlhkosti 0 až 95 %, nekondenzující
Rozsah skladovacího tlaku 10 mbar – 1 200 mbar
XC kompenzační jednotka a snímače
Rozsah měření snímače teploty vzduchu 0 °C – 40 °C
Přesnost měření snímače teploty vzduchu ±0,2 °C
Rozsah měření snímače tlaku vzduchu 650 mbar – 1 150 mbar
Přesnost měření snímače tlaku vzduchu ±1,0 mbar#
Rozsah měření snímače relativní vlhkosti 0 až 95 % (nekondenzující)
Přesnost snímače měření relativní vlhkosti ±6 %
Přesnost kompenzace vlnové délky ±0,5 ppm †*
Rozsah měření snímače teploty materiálu 0 °C – 55 °C
Přesnost měření snímače teploty
materiálu
±0,1 °C
Interval aktualizace automatické
kompenzace
7 sekund
Interval aktualizace jednotlivého snímače 42 sekund
Doporučená doba re-kalibrace jednotky 12 měsíců
Výstupy kompatibilní s USB 2
Napájení
Napájeno přes USB
Maximálního výstupní proud
= 100 mA
# Kompenzátor XC v horizontální orientaci
† Poznámka: Hodnoty přesnosti neobsahují chyby související s normalizací
hodnot na teplotu materiálu 20 °C.
* k=2 (95% jistota) EA-4/02, ISO
14
XC-80
Kompenzátor
vlivu prostředí
Hmotnost a rozměry
XC kompenzační jednotka (rozměry v mm)
Popis Hmotnost
XC-80 Kompenzátor 4,9 kg
Snímač teploty vzduchu 0,48 kg
Snímač teploty materiálu 0,45 kg
Objednací čísla
Objednací číslo Obsahuje Objednací číslo
A-9908-0510
XC-80 souprava
XC-80 Kompenzátor N/A
Snímač teploty materiálu včetně
kabelu
A-9908-0879
Snímač teploty vzduchu včetně
kabelu
A-9908-0879
XC Upínací deska A-9908-0892
USB kabel A-9908-0286
-
1
-
2
-
3
-
4
-
5
-
6
-
7
-
8
-
9
-
10
-
11
-
12
-
13
-
14
-
15
