Winkelmesssysteme WMI

Messsystem mit Kalibrierfunktion von AMO

14. April 2011

Die Winkelmesssysteme WMI von AMO mit der Kalibriereinheit CHS tragen zu hoher Genauigkeit in Rundachssystemen bei. Gleichzeitig stellen sie eine wirtschaftliche Lösung dar, weil der Kalibrier-Abtastkopf nur während der Inbetriebnahme montiert ist und für alle weiteren Systeme verwendet werden kann.

Ein neues Winkelmesssystem mit Kalibrierfunktion eröffnet neue Möglichkeiten, hochgenaue und wirtschaftlichere Rundachskonstruktionen zu verwirklichen. Das patentierte Verfahren eliminiert den messtechnischen Einfluss der Exzentrizität und erhöht die absolute Genauigkeit der Messung, z.B. bei fertig aufgebauten Rundachsen, auf unter zwei Winkelsekunden. Für eine exakte Winkelmessung in Rundachsen ist eine zentrische Ausrichtung von Mechanik und Winkelmesssystem erforderlich. Das Winkelmesssystem WMI mit CHS von AMO vermeidet die Nachteile gekapselter Systeme und macht eine Laserkalibrierung der Achse überflüssig.

Als ideale Anbindung bietet sich die steife und spielfreie direkte Montage eines Messflansches zentrisch zur Drehachse an. CHS verfügt sowohl über einen solchen Messflansch als auch über eine Presspassung zur bestmöglichen zentrischen Montage. Mit dieser Konstruktion lassen sich die unvermeidlich im Betrieb auftretenden Fehler minimieren. Systematische Fehler sind z.B. Fehler verursacht durch Exzentrizität, Ungenauigkeiten der Maßverkörperung und Rundlauffehler der Lagerung. Obwohl Exzentrizität mehr Fehler verursacht als das verwendete Winkelmesssystem selbst wird der Einfluss dieser Genauigkeitseinbußen oftmals unterschätzt.

Bei der Entwicklung des CHS-Systems wurde im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit angestrebt, die Zahl der Abtastköpfe in der Praxis zu minimieren. Das anwenderfreundliche System arbeitet in der Praxis mit der Genauigkeit eines Mehrkopf-Systems, jedoch wird im Betrieb nur ein Messkopf benötigt und nur zum Zeitpunkt der einmaligen Kalibrierung bei der Inbetriebnahme der Achse ein separater Kalibrierkopf temporär angeschlossen. Bei der Inbetriebnahme eines Winkelmesssystems in Verbindung mit der CHS-Einheit wird der Abtastkopf annähernd zu dem Messflansch in seiner endgültigen Position montiert. Für die Kalibrierung wird der Kalibrierkopf um ca.180° bzw. 90° und 270° versetzt zum Messkopf temporär montiert; dabei bringt die Elektronik die Signale der beiden Abtastköpfe in Phasengleichheit. Bei einer folgenden Drehbewegung wird bei Erkennung der Referenzmarke durch den Messkopf der Kalibriervorgang gestartet.

Nach einer Umdrehung ist die Datenerfassung abgeschlossen, und die Abweichungen zwischen Mess- und Kalibrierkopf wurden ermittelt und gespeichert. Während des typischen Betriebs ist lediglich ein Messkopf angebaut, der in Abhängigkeit der bei der Kalibrierung aufgenommenen Daten korrigierte und hochgenaue Positionswerte in Echtzeit liefert. Der Kalibrierkopf kann bei jeder Inbetriebnahme erneut verwendet werden und stellt somit eine einmalige Investition dar, was das System auch aus wirtschaftlichem Gesichtspunkt interessant macht. Namhafte Werkzeugmaschinenhersteller sparen schon kurze Zeit nach Produkteinführung aufwändige Vermessungs- und Kompensationsarbeiten durch die Verwendung von WMI mit CHS von AMO.