Zintegrowany system pomiarowy IMS-A firmy Bosch Rexroth

W obróbce materiałów, druku 3D oraz systemach obsługi urządzeń elektronicznych wymaga się coraz większej precyzji i dostępności. Nowy system pomiarowy IMS-A firmy Bosch Rexroth, wbudowany w prowadnice liniowe, ułatwia spełnienie tych wymagań. System wykrywa położenie bezwzględne z dokładnością do +/– 4 mikrometrów. Co więcej, system pomiarowy jest odporny na zanieczyszczenia, wibracje, wstrząsy i interferencję pola magnetycznego. Nie potrzebuje także baterii buforujących w przypadku wystąpienia awarii zasilania. Dzięki całkowitej integracji czujników i analizujących układów elektronicznych w wózkach systemów prowadnic kulkowych i rolkowych projektanci nie muszą dodawać zewnętrznych systemów oczyszczania powietrza oraz systemów pomiarowych.

Ponowne włączanie maszyn po awarii zasilania może spowodować wystąpienie sytuacji krytycznej. W wielu zastosowaniach sterownik musi natychmiast znać pozycję każdej osi. W takim wypadku przyrostowe systemy pomiarowe muszą najpierw wykonać próbne uruchomienie. Wydłuża to czas uruchamiania, a w w przypadku niektórych procesów może doprowadzić do uszkodzenia wyrobów i narzędzi. Nowy, zintegrowany system pomiarowy IMS-A firmy Bosch Rexroth od razu po włączeniu maszyny precyzyjnie określa położenie bezwzględne wszystkich osi i przesyła je do sterownika bez konieczności wykonywania próbnego uruchamiania. System nie wymaga do tego baterii buforujących, które trzeba regularnie wymieniać.

Indukcyjny system pomiarowy, który się nie zużywa

Dzięki pomiarom wykonywanym metodą indukcyjną system IMS-A działa bez konieczności fizycznego kontaktu, dzięki czemu konstrukcja ta nie ulega zużyciu. Skala pomiarowa nie podlega zakłóceniom i niszczeniu przez zewnętrzne pole magnetyczne. System IMS-A nie jest wrażliwy na wibracje o sile do 10 G i wstrząsy do 50 G. Czujniki i analizujące układy elektroniczne są umieszczone w ochronnej obudowie po przeciwnej stronie wózka prowadzącego. Nawet gdy w środowisku pracy znajdują się chłodziwa, pył, wióry lub inne rodzaje zanieczyszczeń, system IMS-A nie wymaga instalowania systemów oczyszczania powietrza, które zużywają dużo energii i muszą być często konserwowane. Nawet pola zakłóceń elektrycznych i magnetycznych nie wpływają na uzyskiwane wyniki pomiarów. Dzięki temu system IMS-A można także napędzać silnikami liniowymi. System ten łączy precyzję z wymaganiami w zakresie dynamiki i dużej wydajności, pozwalając uzyskać pełną dynamikę systemów prowadnic wałeczkowych i kulkowych firmy Bosch Rexroth. Możliwe do uzyskania przyspieszenie wynosi 500 m/s², a maksymalna prędkość to 5 m/s (na życzenie nawet 10 m/s).

Obróbka precyzyjna

Dzięki systemowi pomiarowemu IMS-A pomiar położenia odbywa się bardzo blisko centralnego punktu narzędzia, co stanowi istotny warunek wstępny do uzyskania dużej precyzji i odpowiednej jakości powierzchni podczas procesu obróbki. Zdolność rozdzielcza pomiaru położenia systemu IMS-A to nawet 0,025 μm. Ta niezwykle niska wartość rozdzielczości umożliwia uzyskanie dynamicznego układu sterowania w pętli zamkniętej o doskonałych parametrach, a co za tym idzie — krótkich czasów reakcji. Dokładność systemu na poziomie +/– 4 µm/m to wynik porównywalny z uzyskiwanym przy zastosowaniu liniału optycznego. Oznacza to powtarzalność na poziomie +/– 0,25 µm.

Funkcje zintegrowane

Integracja funkcjonalna prowadzenia i wykonywania pomiarów w procesie montażu skraca czas instalacji. Nie jest konieczna żadna regulacja systemu pomiarowego. Dzięki systemowi IMS-A inżynierowie mogą niezależnie i bez żadnych ograniczeń w zakresie dokładności korzystać z kilku wózków na szynie profilowanej o długości nawet 4 500 mm. Jeśli zajdzie potrzeba naprawy, wszelkie komponenty, np. szyna, wózek, płyta adaptacyjna i skaner, są wymieniane oddzielnie. Obniża to koszty serwisowania. Ta całkowicie wymienna konstrukcja firmy Bosch Rexroth dodatkowo zmniejsza pracochłonność. Wszystkie wózki o tej samej wielkości pasują do szyn profilowanych odpowiednich rozmiarów bez żadnych ograniczeń. System pomiarowy przesyła dane za pośrednictwem interfejsów HIPERFACE© (*), a także za pośrednictwem SSI/1Vp-p do inteligentnych napędów i sterownika. Wkrótce będą dostępne interfejsy DRIVE-CLiQ (**) i FANUC.

Gotowy na koncepcję Przemysłu 4.0

Integracja dodatkowych czujników ruchu i temperatury przygotowuje system pomiarowy na przyszłe wymagania koncepcji Przemysłu 4.0. Dodatkowe czujniki umożliwiają projektantom maszyn na przykład odczytanie temperatury oraz rzeczywistego poziomu dynamiki. Dane z czujników stanowią również podstawę przyszłych rozwiązań w zakresie prewencyjnej konserwacji. Użytkownik może rejestrować i analizować stany operacyjne online. Jeśli akcelerometry wykryją zmiany, takie jak narastające wibracje, wskazuje to na zużycie materiału lub inne problemy. Można wówczas wykonać zaplanowane prace konserwacyjne, zanim konieczne będzie wyłączenie maszyny.

(*) HIPERFACE© jest zastrzeżonym znakiem towarowym firmy Sick Stegmann GmbH
(**) DRIVE-CLiQ jest zastrzeżonym znakiem towarowym firmy Siemens.