Оптичні та лазерні системи контролю можуть виявляти дефекти, умови країв, особливості поверхні та помилки позиціонування, які звичайне виробниче обладнання може не виявити. Однак їх продуктивність не визначається лише камерами, лазерами, оптикою, кодерами чи програмним забезпеченням. Структурна платформа під цими компонентами повинна зберігати вирівнювання, поки система рухається, нагрівається, охолоджується та працює в реальному виробничому середовищі.
Спеціальні прецизійні гранітні компоненти широко використовуються в автоматизованому оптичному контролі (AOI), лазерній метрології, контролі напівпровідників, промисловому зображенні, роботі з пластинами та системах руху з високою-роздільністю. Правильно розробленийгранітна основа, міст, напрямна або кріплення забезпечують стабільну геометричну опору для повного вимірювального ланцюга. Граніт особливо актуальний, коли потрібні низький рівень вібрації, контрольована теплова реакція, довгострокова-геометрія та стійкість до корозії. Граніт зазвичай вибирають в оптичній промисловості за розмірною стабільністю, амортизацією вібрації та термостійкістю. reitz-natursteintechnik
Головне не просто замовити гранітну плиту. Компонент має бути розроблений відповідно до оптичного шляху системи перевірки, архітектури руху, навантажень, бюджету точності, засобів контролю середовища та послідовності складання.
Почніть із вимог до вимірювання
Першим питанням проектування має бути: що повинна вимірювати або перевіряти система, і яка структурна похибка прийнятна в точці вимірювання?
У системі лазерного зміщення кілька мікрон відносного переміщення між датчиком, ціллю та віссю руху можуть вплинути на результати. На платформі AOI великого-формату локальна рівнинність, прямолінійність рейок, вирівнювання-до-майданчика та умови підтримки можуть впливати на узгодженість зображення. Для інтерферометричних вимірювань стабільність-шляху променя може бути важливішою, ніж проста статична навантажувальна здатність.
Інженери повинні визначити необхідний робочий об’єм, точність позиціонування, повторюваність, допустимий дрейф, час циклу, рухому масу та діапазон температур навколишнього середовища. Потім структурний компонент може бути розроблений для підтримки цих цілей.
Поширеною помилкою є визначення граніту лише за габаритними розмірами та площинністю. Це залишає важливі питання без відповіді: яка поверхня є основною даними? Де будуть встановлені рейки та ваги-кодери? Для яких областей потрібна точність натирання? Які навантаження будуть прикладені до вставок? Як базу підтримуватимуть, транспортуватимуть, підніматимуть і калібруватимуть?
Ці деталі слід встановити перед початком остаточної обробки. Зміни розташування різьбових вставок або базових напрямних напрямних після точної чистової обробки можуть призвести до непотрібних витрат і ризику за графіком.
Термічна стабільність є системною проблемою
Оптичні та лазерні системи контролю чутливі до диференціального розширення. Занепокоєння викликає не тільки середня кімнатна температура. Нерівномірний повітряний потік, тепло від модулів освітлення, лінійних двигунів, електроніки та технологічного обладнання, що знаходиться поблизу, можуть створювати локальні градієнти, які повільно згинають або деформують структуру.
Граніт має відносно низьке теплове розширення і низьку теплопровідність. Це означає, що він, як правило, повільніше реагує на місцеві зміни температури, ніж багато металевих конструкцій. Його термічна поведінка є однією з причин, чому прецизійний граніт залишається практичним матеріалом для метрологічного обладнання, оптичних платформ і баз високо-машин. У галузевих інструкціях для оптичних опорних конструкцій також наголошується, що не-рівномірні зміни температури можуть вигнути структуру протягом тривалого періоду часу, і рекомендує контролювати навколишнє середовище, проектуючи структуру так, щоб вона була менш-чутливою до температури. Ньюпорт
Ця перевага не скасовує управління температурою. Великі гранітні компоненти все ще можуть створювати градієнти, особливо там, де з одного боку зосереджено металеві рейки, кріплення двигуна, кабельні доріжки чи високо{1}}потужне лазерне обладнання. Хороші конструкції розміщують основні джерела тепла подалі від критичних опор, де це можливо, дозволяють розумно прокладати кабелі та звільняють місце для датчиків температури та стратегій компенсації.
Відповідність матеріалів також має значення. Вставки з-нержавіючої сталі, алюмінієві кронштейни, сталеві рейки та граніт розширюються по-різному. Конструкція їх з’єднань повинна уникати термічної напруги в граніті або переміщення точної межі під час зміни робочої температури.
Контролюйте вібрацію, перш ніж вона досягне оптики
Оптика з високою-роздільністю може реагувати на вібрацію, ледь помітну операторам. Пішохідний рух, розташовані поруч верстати, насоси, вентилятори,-системи стисненого повітря, рухомі кабелі та швидке прискорення власних ступенів системи можуть заважати отриманню зображень або лазерним показанням.
Прецизійний граніт забезпечує масу, жорсткість і природне демпфування, які допомагають зменшити передачу вібрації на чутливі компоненти. Він часто використовується як стабільна основа для метрологічних структур, оскільки його можна обробити до високої площинності, залишаючись стійким до іржі та хімічного впливу.starrett
Проте граніт не замінить повного-плану контролю вібрації. Опорна рама, точки вирівнювання, ізолятори, стан підлоги, центр ваги машини, рухома маса та профіль сервоприводу сприяють кінцевій динамічній поведінці. Для вібраційно-чутливої лазерної системи перевірки доцільно виміряти вібрацію на місці та визначити відповідні частотні діапазони перед вибором пасивної чи активної ізоляції.
Інтегровані конструкції також можуть допомогти. Коли прецизійні рейки монтуються безпосередньо на граніт, система може видалити проміжні опорні плити, знизити робочу висоту, покращити структурну жорсткість і зменшити певні внески помилок Аббе-. Ця конфігурація використовується в багато{3}}системах перевірки пластин і підкладок.pi-USA
Чітко вкажіть опорні точки, вставки та інтерфейси
Нестандартний гранітний компонент стає цінним, коли він забезпечує корисні інтерфейси, а не просто стабільну поверхню. Типові вимоги включають:
Площини кріплення внапуск для лінійних напрямних, повітряних підшипників, оптичних колон або каркасів камер.
Різьбові вставки з нержавіючої -сталі для кронштейнів, кришок, кабелів і кріплень.
Точні отвори, втулки, розташування дюбелів, прорізи або скріплені металеві прокладки для повторюваного складання.
Паралельні або перпендикулярні опорні поверхні для вирівнювання та калібрування системи.
Виїмки, кабельні проходи, вакуумні канали та захищені зони для комунікацій.
Отвори для підйому, засоби транспортування та визначені опорні точки для безпечного встановлення.
На малюнку слід розрізняти функціональні поверхні та не-критичні області. Застосування найточнішого допуску до кожної грані збільшує вартість, не обов’язково покращуючи продуктивність системи. Кращий підхід полягає в тому, щоб визначити чітку схему опорних даних і вказати площинність, прямолінійність, паралельність, прямокутність, точність розташування та обробку поверхні лише там, де вони впливають на оптичну систему.
Для гранітних поверхонь і відповідних точних конструкцій також необхідна належна опора. Галузеві вказівки зазвичай рекомендують підтримувати такі продукти в певних трьох- або чотирьох-точкових місцях, щоб зберегти їхню відкалібровану геометрію. Великі гранітні основи можуть потребувати індивідуальної опорної-каркаси та плану вирівнювання, а не стандартних ніг.starrett
Перевірка точності та готовність до чистих приміщень
Менеджери з якості повинні узгодити з постачальником метод перевірки перед покупкою. Базової перевірки площинності може бути достатньо для основи кріплення. Лазерна інспекційна платформа може потребувати повнішого звіту, що охоплює прямолінійність напрямних, паралельність-рейкових прокладок, координати вставки, перпендикулярність між гранями та перевірку складання за допомогою обладнання,-замовника.
Обладнання для перевірки може включати електронні нівеліри, автоколіматори, лазерні інтерферометри, системи вимірювання координат, циферблатні індикатори та калібровані еталонні артефакти. Метод, умови навколишнього середовища, пункти приймання та формат звіту повинні бути вказані в замовленні на купівлю.
Використання чистих приміщень вводить додаткові практичні вимоги. Граніт сам по собі не-іржавіє та його можна легко очистити, але повна збірка потребує уваги: вставні матеріали, ущільнювачі, скріплені інтерфейси, стратегія змащування, кришки кабелів і пакування мають відповідати рівню чистоти, якого вимагає встановлення.
В UNPARALLELED® спеціальні прецизійні гранітні компоненти зазвичай розробляються на основі креслень замовника або спільного перегляду макета машини. Для оптичних і лазерних систем огляд зазвичай зосереджується на базовій структурі, інтерфейсі рейки та вставки, поводженні, критеріях перевірки та реальному середовищі встановлення. Це корисніше, ніж розглядати граніт як стандартний товар.
Добре-спеціалізована гранітна структура забезпечує оптичному та лазерному контролюючому обладнанню стабільну платформу для роботи. Це не замінює надійну оптичну конструкцію, контроль навколишнього середовища або калібрування. Це полегшує захист цих інвестицій протягом усього терміну служби системи.