Optické a laserové kontrolní systémy dokážou vyřešit defekty, stav hran, povrchové prvky a chyby polohy, které běžné výrobní zařízení nemusí detekovat. Jejich výkon však neurčují pouze kamery, lasery, optika, kodéry nebo software. Strukturální platforma pod těmito komponenty musí zachovat zarovnání, zatímco se systém pohybuje, zahřívá, chladí a pracuje v reálném produkčním prostředí.
Zakázkové přesné žulové komponenty jsou široce používány v automatizované optické kontrole (AOI), laserové metrologii, kontrole polovodičů, průmyslovém zobrazování, manipulaci s destičkami a pohybových systémech s-vysokým rozlišením. A správně navrženýžulový základ, můstek, vodicí dráha nebo přípravek poskytuje stabilní geometrickou referenci pro celý měřicí řetězec. Žula je zvláště důležitá, když jsou vyžadovány nízké vibrace, řízená tepelná odezva, dlouhodobá-geometrie a odolnost proti korozi. Žula je běžně vybírána v optickém průmyslu pro rozměrovou stabilitu, tlumení vibrací a tepelnou odolnost. reitz-natursteintechnik
Klíčem není pouze objednání žulového bloku. Komponenta musí být navržena s ohledem na optickou cestu inspekčního systému, architekturu pohybu, zatížení, rozpočet přesnosti, kontroly prostředí a sekvenci montáže.
Začněte s požadavkem na měření
První konstrukční otázka by měla znít: co musí systém měřit nebo kontrolovat a jaká strukturální chyba je v místě měření přijatelná?
V laserovém posuvném systému může výsledky ovlivnit několik mikronů relativního pohybu mezi senzorem, cílem a osou pohybu. Ve velkoformátové platformě AOI může místní rovinnost, přímost kolejnice, zarovnání kamery-k{3}}pódiu a podmínky podpory ovlivnit konzistenci obrazu. Pro interferometrická měření může být stabilita dráhy paprsku- důležitější než jednoduchá statická únosnost.
Inženýři by měli definovat požadovaný pracovní objem, přesnost polohování, opakovatelnost, přípustný posun, dobu cyklu, pohybující se hmotnost a teplotní rozsah prostředí. Strukturální komponenta pak může být navržena tak, aby podporovala tyto cíle.
Častou chybou je uvádění žuly pouze podle celkových rozměrů a rovinnosti. To ponechává důležité otázky nezodpovězené: Který povrch je hlavním datem? Kde budou instalovány kolejnice a stupnice kodéru? Které oblasti vyžadují lapovanou přesnost? Jaká zatížení budou aplikována na břitové destičky? Jak bude základna podporována, přepravována, zvednuta a kalibrována?
Tyto podrobnosti by měly být stanoveny před začátkem konečného obrábění. Změny umístění závitových vložek nebo počátků vodicích drah po přesném dokončování mohou způsobit zbytečné náklady a riziko plánování.
Tepelná stabilita je systémový problém
Optické a laserové kontrolní systémy jsou citlivé na rozdílnou expanzi. Problémem není pouze průměrná pokojová teplota. Nerovnoměrné proudění vzduchu, teplo z osvětlovacích modulů, lineárních motorů, elektroniky a blízkých procesních zařízení mohou vytvářet místní gradienty, které pomalu ohýbají nebo deformují strukturu.
Žula má relativně nízkou tepelnou roztažnost a nízkou tepelnou vodivost. To znamená, že má tendenci reagovat pomaleji na místní změny teploty než mnoho kovových konstrukcí. Jeho tepelné chování je jedním z důvodů, proč přesná žula zůstává praktickým materiálem pro metrologická zařízení, optické platformy a vysoce přesné strojní základny. Odvětvové pokyny pro optické podpůrné konstrukce také zdůrazňují, že nerovnoměrné změny teploty mohou ohýbat strukturu po dlouhou dobu, a doporučují kontrolovat prostředí a navrhovat konstrukci tak, aby byla méně teplotně-citlivá. Newport
Tato výhoda nevylučuje tepelný management. Velké žulové součásti mohou stále vyvíjet sklony, zejména tam, kde jsou kovové kolejnice, držáky motoru, kabelové dráhy nebo vysokovýkonné laserové zařízení soustředěny na jedné straně. Dobré návrhy umisťují hlavní zdroje tepla daleko od kritických bodů, kde je to možné, umožňují rozumné vedení kabelů a vytvářejí prostor pro teplotní senzory a kompenzační strategie.
Důležitá je také shoda materiálů. Nerezové-ocelové vložky, hliníkové držáky, ocelové kolejnice a žula – to vše se rozpíná jinak. Jejich konstrukce spoje by měla zabránit tepelnému namáhání žuly nebo posunutí přesného rozhraní při změně provozní teploty.
Ovládejte vibrace, než dosáhnou optiky
Optika s vysokým-rozlišením může reagovat na vibrace, které obsluha sotva postřehne. Pěší provoz, sousední obráběcí stroje, čerpadla, ventilátory, systémy stlačeného-vzduchu, pohybující se kabely a rychlé zrychlení vlastních stupňů systému, to vše může narušit získávání obrazu nebo laserové odečty.
Precizní žula nabízí hmotnost, tuhost a přirozené tlumení, které pomáhají snižovat přenos vibrací do citlivých součástí. Často se používá jako stabilní základ pro metrologické konstrukce, protože může být opracován do vysoké rovinnosti a přitom zůstává odolný vůči korozi a chemickému napadení.starrett
Žula však není náhradou za kompletní plán-kontroly vibrací. Nosný rám, nivelační body, izolátory, stav podlahy, těžiště stroje, pohybující se hmota a profil serva, to vše přispívá ke konečnému dynamickému chování. U laserového inspekčního systému citlivého na vibrace- je rozumné před výběrem pasivní nebo aktivní izolace změřit vibrace na místě a identifikovat příslušné frekvenční rozsahy.
Pomoci mohou také integrované návrhy. Když jsou přesné kolejnice namontovány přímo na žulu, systém může odstranit mezilehlé základní desky, snížit pracovní výšku, zlepšit strukturální tuhost a snížit určité podíly Abbe-chyb. Tato konfigurace se používá ve více-osých systémech kontroly plátků a substrátu.pi-usa
Jasně určete počátky, vložky a rozhraní
Vlastní žulová komponenta se stává cennou, když poskytuje použitelná rozhraní, nejen stabilní povrch. Mezi typické požadavky patří:
Lapované montážní roviny pro lineární vedení, vzduchová ložiska, optické sloupy nebo rámy kamer.
Závitové nerezové-ocelové vložky pro držáky, kryty, nosiče kabelů a příslušenství.
Přesné otvory, pouzdra, umístění kolíků, štěrbiny nebo lepené kovové podložky pro opakovatelnou montáž.
Paralelní nebo kolmé referenční plochy pro vyrovnání a kalibraci systému.
Výklenky, kabelové průchody, vakuové kanály a chráněné oblasti pro inženýrské sítě.
Zvedací otvory, manipulační opatření a definované opěrné body pro bezpečnou instalaci.
Kresba by měla rozlišovat mezi funkčními povrchy a -nekritickými oblastmi. Použití nejpřísnější tolerance na každou plochu zvyšuje náklady, aniž by se nutně zlepšil výkon systému. Lepším přístupem je identifikovat jasné základní schéma a specifikovat rovinnost, přímost, rovnoběžnost, pravoúhlost, přesnost umístění a povrchovou úpravu pouze tam, kde ovlivňují optický systém.
U žulových povrchových desek a souvisejících přesných konstrukcí je také nezbytná správná podpora. Odvětvové pokyny běžně doporučují podporovat takové produkty ve specifikovaných tří- nebo čtyř-bodových umístěních, aby byla zachována jejich kalibrovaná geometrie. Velké žulové základny mohou vyžadovat přizpůsobený podpěrný-rám a plán vyrovnání spíše než běžné nohy.starrett
Ověření přesnosti a připravenost na čisté prostory
Manažeři kvality by se měli před nákupem dohodnout s dodavatelem na způsobu kontroly. Pro základnu svítidla může stačit základní kontrola rovinnosti. Laserová inspekční platforma může vyžadovat úplnější zprávu zahrnující přímost vodicích drah, rovnoběžnost{2}}podložek, souřadnice vložení, kolmost mezi plochami a ověření sestavy s hardwarem dodaným zákazníkem-.
Inspekční zařízení může zahrnovat elektronické libely, autokolimátory, laserové interferometry, souřadnicové měřicí systémy, číselníkové indikátory a kalibrované referenční artefakty. Metoda, podmínky prostředí, akceptační body a formát hlášení by měly být specifikovány v nákupní objednávce.
Použití v čistých prostorách přináší další praktické požadavky. Samotná žula -nekoroduje a lze ji snadno čistit, ale pozornost vyžaduje kompletní sestavu: materiály vložek, těsnicí hmoty, lepená rozhraní, strategie mazání, kryty kabelů a obaly by měly být kompatibilní s úrovní čistoty, kterou vyžaduje instalace.
V UNPARALLELED® jsou zakázkové přesné žulové komponenty obvykle vyvíjeny na základě zákaznických výkresů nebo společné kontroly rozvržení stroje. U optických a laserových systémů se revize obvykle zaměřuje na základní strukturu, rozhraní kolejnic a vložek, manipulaci, kontrolní kritéria a skutečné prostředí instalace. To je užitečnější než ošetřovat žulu jako standardní součást komodity.
Dobře-specifikovaná žulová struktura poskytuje optickému a laserovému kontrolnímu zařízení stabilní platformu, ze které lze pracovat. Nenahrazuje zvukovou optickou konstrukci, kontrolu prostředí nebo kalibraci. Usnadňuje ochranu těchto investic po dobu životnosti systému.