Optické a laserové kontrolné systémy dokážu vyriešiť defekty, stav hrán, povrchové prvky a chyby polohy, ktoré bežné výrobné zariadenia nemusia rozpoznať. Ich výkon však neurčujú samotné kamery, lasery, optika, kodéry alebo softvér. Štrukturálna platforma pod týmito komponentmi musí zachovať zarovnanie, kým sa systém pohybuje, zahrieva, chladí a funguje v reálnom produkčnom prostredí.
Vlastné presné žulové komponenty sa široko používajú v automatizovanej optickej kontrole (AOI), laserovej metrológii, kontrole polovodičov, priemyselnom zobrazovaní, manipulácii s plátkami a pohybových systémoch s-vysokým rozlíšením. A správne navrhnutéžulový základ, mostík, vodiaca dráha alebo prípravok poskytujú stabilnú geometrickú referenciu pre celý reťazec merania. Žula je obzvlášť dôležitá, keď sa vyžadujú nízke vibrácie, riadená tepelná odozva, dlhodobá-geometria a odolnosť proti korózii. Žula sa bežne vyberá v optickom priemysle pre rozmerovú stabilitu, tlmenie vibrácií a tepelnú odolnosť. reitz-natursteintechnik
Kľúčom nie je jednoducho objednať žulový blok. Komponent musí byť navrhnutý tak, aby zahŕňal optickú dráhu kontrolného systému, architektúru pohybu, zaťaženie, rozpočet presnosti, kontroly prostredia a postupnosť montáže.
Začnite s požiadavkou na meranie
Prvá konštrukčná otázka by mala znieť: čo musí systém merať alebo kontrolovať a aká štrukturálna chyba je prijateľná v bode merania?
V laserovom posuvnom systéme môže výsledky ovplyvniť niekoľko mikrónov relatívneho pohybu medzi snímačom, cieľom a osou pohybu. Pri veľkoformátovej platforme AOI môže lokálna rovinnosť, priamosť koľajníc, zarovnanie medzi kamerou-k{3}}pódiu a podmienky podpory ovplyvniť konzistentnosť obrazu. Pre interferometrické meranie môže byť stabilita dráhy lúča dôležitejšia než jednoduchá statická zaťažiteľnosť.
Inžinieri by mali definovať požadovaný pracovný objem, presnosť polohovania, opakovateľnosť, prípustný posun, čas cyklu, pohyblivú hmotnosť a teplotný rozsah prostredia. Štrukturálny komponent potom môže byť navrhnutý tak, aby podporoval tieto ciele.
Častou chybou je špecifikácia žuly len podľa celkových rozmerov a rovinnosti. To ponecháva dôležité otázky nezodpovedané: Ktorý povrch je hlavným údajom? Kde budú inštalované koľajnice a kódovacie váhy? Ktoré oblasti vyžadujú lapovanú presnosť? Aké zaťaženia budú aplikované na vložky? Ako bude základňa podporovaná, prepravovaná, zdvíhaná a kalibrovaná?
Tieto podrobnosti by mali byť stanovené pred začiatkom konečného obrábania. Zmeny umiestnení závitových vložiek alebo nulových bodov vodiacich dráh po precíznom dokončení môžu spôsobiť zbytočné náklady a riziko plánovania.
Tepelná stabilita je systémový problém
Optické a laserové kontrolné systémy sú citlivé na rozdielnu expanziu. Problémom nie je len priemerná izbová teplota. Nerovnomerné prúdenie vzduchu, teplo z osvetľovacích modulov, lineárnych motorov, elektroniky a blízkych procesných zariadení môžu vytvárať lokálne gradienty, ktoré pomaly ohýbajú alebo deformujú štruktúru.
Žula má relatívne nízku tepelnú rozťažnosť a nízku tepelnú vodivosť. To znamená, že má tendenciu reagovať pomalšie na miestne zmeny teploty ako mnohé kovové konštrukcie. Jeho tepelné správanie je jedným z dôvodov, prečo presná žula zostáva praktickým materiálom pre metrologické zariadenia, optické platformy a vysoko presné strojové základne. Priemyselné pokyny pre optické podporné konštrukcie tiež zdôrazňujú, že nerovnomerné zmeny teploty môžu ohýbať štruktúru počas dlhých časových období, a odporúčajú kontrolovať prostredie a navrhovať štruktúru tak, aby bola menej citlivá na teplotu. Newport
Táto výhoda nevylučuje tepelný manažment. Veľké žulové komponenty môžu stále vytvárať sklony, najmä ak sú kovové koľajnice, držiaky motora, káblové dráhy alebo vysokovýkonné laserové zariadenia sústredené na jednej strane. Dobré návrhy umiestňujú hlavné zdroje tepla ďaleko od kritických údajov, ak je to možné, umožňujú rozumné vedenie káblov a vytvárajú priestor pre teplotné senzory a kompenzačné stratégie.
Dôležitá je aj zhoda materiálov. Nerezové-oceľové vložky, hliníkové konzoly, oceľové koľajnice a žula sa rozširujú inak. Ich konštrukcia spoja by mala zabrániť vynúteniu tepelného napätia do žuly alebo posunutiu presného rozhrania pri zmene prevádzkovej teploty.
Ovládajte vibrácie skôr, ako dosiahnu optiku
Optika s vysokým-rozlíšením môže reagovať na vibrácie, ktoré operátori sotva postrehnú. Pochôdzna doprava, susediace obrábacie stroje, čerpadlá, ventilátory, systémy stlačeného-vzduchu, pohyblivé káble a rýchle zrýchlenie vlastných stupňov systému, to všetko môže narušiť získavanie obrazu alebo laserové čítania.
Presná žula ponúka hmotnosť, tuhosť a prirodzené tlmenie, ktoré pomáha znižovať prenos vibrácií do citlivých komponentov. Často sa používa ako stabilný základ pre metrologické konštrukcie, pretože sa dá opracovať do vysokej rovinnosti, pričom zostáva odolný voči hrdzi a chemickému napadnutiu.starrett
Žula však nie je náhradou za kompletný{0}}plán kontroly vibrácií. Nosný rám, vyrovnávacie body, izolátory, stav podlahy, ťažisko stroja, pohybujúca sa hmota a profil servopohonu, to všetko prispieva k výslednému dynamickému správaniu. V prípade laserového inšpekčného systému-citlivého na vibrácie je rozumné pred výberom pasívnej alebo aktívnej izolácie zmerať vibrácie na mieste a identifikovať príslušné frekvenčné rozsahy.
Pomôcť môžu aj integrované návrhy. Keď sú presné koľajnice namontované priamo na žulu, systém môže odstrániť medziľahlé základné dosky, znížiť pracovnú výšku, zlepšiť tuhosť konštrukcie a znížiť určité prispievanie k chybám Abbe-. Táto konfigurácia sa používa vo viac-osových systémoch kontroly plátkov a substrátov.pi-usa
Jasne zadajte základne, vložky a rozhrania
Vlastný žulový komponent sa stáva cenným, keď poskytuje použiteľné rozhrania, nielen stabilný povrch. Typické požiadavky zahŕňajú:
Lapované montážne roviny pre lineárne vedenia, vzduchové ložiská, optické stĺpy alebo rámy kamier.
Závitové vložky z nehrdzavejúcej-oceľovej ocele pre konzoly, kryty, káblové nosiče a príslušenstvo.
Presné otvory, puzdrá, miesta hmoždiniek, štrbiny alebo lepené kovové podložky pre opakovateľnú montáž.
Paralelné alebo kolmé referenčné plochy na zarovnanie a kalibráciu systému.
Výklenky, káblové priechody, vákuové kanály a chránené oblasti pre inžinierske siete.
Zdvíhacie otvory, manipulačné opatrenia a definované podporné body pre bezpečnú inštaláciu.
Nákres by mal rozlišovať medzi funkčnými plochami a ne-kritickými oblasťami. Aplikácia najprísnejšej tolerancie na každú plochu zvyšuje náklady bez toho, aby sa nevyhnutne zlepšil výkon systému. Lepším prístupom je identifikovať jasnú základnú schému a špecifikovať rovinnosť, priamosť, rovnobežnosť, pravouhlosť, presnosť umiestnenia a povrchovú úpravu len tam, kde ovplyvňujú optický systém.
Pre žulové povrchové dosky a súvisiace presné konštrukcie je tiež nevyhnutná správna podpora. Odvetvové usmernenia bežne odporúčajú podporovať takéto produkty na určených troch- alebo štyroch{2}}bodových miestach, aby sa zachovala ich kalibrovaná geometria. Veľké žulové základne môžu vyžadovať prispôsobený podporný-rám a plán vyrovnávania, a nie bežné nohy.starrett
Overenie presnosti a pripravenosť na čisté priestory
Manažéri kvality by sa mali pred nákupom dohodnúť s dodávateľom na spôsobe kontroly. Základná kontrola rovinnosti môže byť dostatočná pre základňu svietidla. Laserová inšpekčná platforma môže vyžadovať úplnejšiu správu zahŕňajúcu priamosť vodiacich dráh, rovnobežnosť koľajníc-podložiek, súradnice vkladania, kolmosť medzi plochami a overenie zostavy s hardvérom dodaným zákazníkom-.
Inšpekčné zariadenia môžu zahŕňať elektronické libely, autokolimátory, laserové interferometre, súradnicové meracie systémy, číselníkové indikátory a kalibrované referenčné artefakty. Metóda, podmienky prostredia, akceptačné body a formát správy by mali byť špecifikované v objednávke.
Použitie v čistých priestoroch prináša ďalšie praktické požiadavky. Samotná žula nie je-hrdzavá a dá sa ľahko čistiť, ale pozornosť si vyžaduje kompletnú zostavu: materiály vložiek, tesniace hmoty, lepené rozhrania, stratégia mazania, kryty káblov a obaly by mali byť kompatibilné s úrovňou čistoty, ktorú vyžaduje inštalácia.
V UNPARALLELED® sú vlastné presné žulové komponenty zvyčajne vyvinuté na základe zákazníckych výkresov alebo spoločnej kontroly rozloženia stroja. V prípade optických a laserových systémov sa kontrola zvyčajne zameriava na základnú štruktúru, rozhrania koľajníc a vložiek, manipuláciu, kontrolné kritériá a skutočné prostredie inštalácie. Je to užitočnejšie ako zaobchádzanie so žulou ako so štandardnou súčasťou komodity.
Dobre-špecifikovaná žulová štruktúra poskytuje optickým a laserovým kontrolným zariadeniam stabilnú platformu, z ktorej možno pracovať. Nenahrádza zvukový optický dizajn, kontrolu prostredia ani kalibráciu. Uľahčuje ochranu týchto investícií počas prevádzkovej životnosti systému.