Gebruikersgids
F-9908-0086-01-B
XC-80
omgevingscompensator
XC-80
omgevingscompensator
Renishaw artikelnr: F-9908-0086-01-B
Eerste uitgave: 02-2017
Overeenstemming met EG-regels
Renishaw plc verklaart dat de XC compensator voldoet aan de richtlijnen, normen
en regelingen die van toepassing zijn. De volledige EG-Conformiteitsverklaring is
beschikbaar op het volgende adres: www.renishaw.com/XLCE.
Wettelijke informatie
Veiligheid
Raadpleeg voordat u het lasersysteem gebruikt eerst het informatieboekje over
laserveiligheid.
Disclaimer
Renishaw heeft al het mogelijke gedaan om te zorgen dat de inhoud van
dit document op de datum van publicatie juist is, maar geeft geen garanties
en doet geen beweringen ten aanzien van de inhoud. Renishaw sluit elke
aansprakelijkheid, op welke grond dan ook, voor eventuele onjuistheden in dit
document, uit.
Handelsmerken
RENISHAW en het tasterembleem gebruikt in het RENISHAW-logo zijn
geregistreerde handelsmerken van Renishaw plc in het Verenigd Koninkrijk
en andere landen. apply innovation en namen en vermeldingen van andere
Renishaw producten en technologiën zijn handelsmerken van Renishaw plc of
van haar dochterondernemingen.
Alle andere merknamen en productnamen die in dit document worden gebruikt
zijn handelsnamen, handelsmerken of geregistreerde handelsmerken van de
respectievelijke eigenaren.
Copyright
© 2016 Renishaw plc. Alle rechten voorbehouden.
Dit document mag in geen enkele vorm, noch geheel, noch gedeeltelijk, worden
gekopieerd, gereproduceerd of overgebracht op een ander medium of in een
andere taal zonder de voorafgaande schriftelijke toestemming van Renishaw.
De publicatie van materiaal in dit document impliceert niet dat Renishaw plc zijn
patentrechten vrijgeeft.
WEEE-richtlijn
Indien dit symbool op een Renishaw product of in de bijbehorende
documentatie staat, dan mag dat product niet weggegooid
worden als algemeen huishoudelijk afval. De eindgebruiker
dient het product dan in te leveren op een daartoe aangewezen
verzamelpunt voor weg te gooien elektrische en elektronische
apparatuur (WEEE), zodat hergebruik of recyclen mogelijk is. Dit
product op de juiste manier weggooien draagt bij aan de besparing
van kostbare grondstoffen en voorkomt nadelige effecten op het
milieu. Neem voor meer informatie contact op met uw plaatselijke
afvaldienst of Renishaw-vertegenwoordiging.
XC-80
omgevingscompensator
Inhoud
Inleiding ................................................................................................................. 4
Golflengtecompensatie ....................................................................................... 4
Compensatie voor thermische materiaaluitzetting .............................................. 4
Eindpaneel .......................................................................................................... 4
XC compensator aansluiten en configureren ...................................................... 5
Omgevingssensoren ........................................................................................... 5
Sensorsymbolen ................................................................................................... 6
Leds ....................................................................................................................... 6
Sensor-leds ......................................................................................................... 6
Status-leds .......................................................................................................... 6
XC compensator kalibreren ................................................................................. 7
Golflengtecompensatie ........................................................................................ 7
Luchtsensoren positioneren ............................................................................... 8
Luchttemperatuursensoren positioneren ............................................................ 8
Sensoren voor luchtdruk en relatieve vochtigheid............................................... 8
Compensatie voor thermische materiaaluitzetting ........................................... 8
Thermische uitzettingscoëfficiënten van materialen ........................................... 9
Materiaalsensor positioneren ............................................................................ 10
Nauwkeurigheid van de machine inschatten alsof die in een omgeving
van 20 °C werkt ................................................................................................. 10
Kalibreren in overeenstemming met nationale en internationale normen ......... 10
Nauwkeurigheid van het terugkoppelsysteem inschatten alsof het 20 °C is ..... 11
Producten maken die nauwkeurig moeten zijn bij 20 °C ................................... 11
Automatische compensatie ............................................................................... 12
Bijwerkcyclus van de XC compensator ............................................................. 12
Vaste materiaalcompensatie ............................................................................. 13
Specificaties ........................................................................................................ 13
Inleiding ............................................................................................................. 13
Gewichten en afmetingen .................................................................................. 14
Artikelnummers .................................................................................................. 14
4
XC-80
omgevingscompensator
Inleiding
De XC compensator speelt een sleutelrol in de meetnauwkeurigheid van uw
lasersysteem. Door zeer nauwkeurig en nauwlettend de omgevingscondities
te meten, compenseert hij de golflengte van de laserbundel voor variaties in
luchttemperatuur, luchtdruk en relatieve vochtigheid. Zo worden meetfouten als
gevolg van deze variaties zo goed als uitgesloten.
Golflengtecompensatie
De sensormetingen van de XC compensator worden alleen bij lineaire metingen
gebruikt om de lasermetingen te compenseren. Als er geen compensatie
plaatsvindt, dan kunnen variaties in de brekingsindex van de lucht leiden tot
aanzienlijke meetfouten. Hoewel het met onder meer handinstrumenten mogelijk
is om de omgevingscondities handmatig in te voeren, heeft gebruik van de
XC compensator het voordeel dat de compensatie nauwkeurig gebeurt en
automatisch om de zeven seconden wordt bijgesteld.
Compensatie voor thermische materiaaluitzetting
De XC compensator kan ook de invoer opnemen van maximaal drie
materiaalsensoren die de temperatuur meten van de machine of het materiaal
in kwestie. Als de thermische uitzettingscoëfficiënt van het betreffende materiaal
ingevoerd is in de CARTO software, dan kunnen de metingen genormaliseerd
worden naar een machine- of materiaaltemperatuur van 20 °C.
Omgevingscompensatie kan op drie manieren gebeuren:
• Automatisch bijgewerkte omgevingscompensatie met de XC compensator;
• Handmatig bijgewerkte omgevingscompensatie met de XC compensator;
• Compensatie met handmatig ingevoerde gegevens zonder de XC compensator.
Een volledige specificatie van de XC compensator is te vinden in het hoofdstuk
Specificaties.
De XC compensator wordt geleverd als onderdeel van een set, die ook een USB-
kabel, een luchttemperatuursensor en een materiaaltemperatuursensor omvat.
Eindpaneel
Het eindpaneel van de XC compensator bevat de hieronder getoonde voorzieningen:
1 3
4
5
1
Kalibratiedatum
2
Status-led
3
USB-aansluiting
4
Sensor voor relatieve vochtigheid
5
Uiterste datum voor herkalibratie
2
5
XC-80
omgevingscompensator
XC compensator aansluiten en configureren
Op het eindpaneel van de XC compensator bevindt zich een USB-aansluiting,
waarmee de XC compensator via een USB-kabel (meegeleverd in de XC
compensatorset) aan te sluiten is op een pc. Dit maakt communicatie tussen de
XC compensator en de pc mogelijk en zorgt ook voor voedingsspanning naar de
XC compensator en de sensoren.
Opmerking: Installeer de CARTO software voordat u de XC compensator
aansluit op een pc. Met de software al geïnstalleerd weet u zeker dat de pc
juist wordt geconfigureerd.
Omgevingssensoren
De sensoren voor luchtdruk en relatieve vochtigheid zijn opgenomen in de
behuizing van de XC compensator. Om een nauwkeurigheid te verkrijgen die
binnen de opgegeven specificatie valt, dient de XC compensator toegepast te
worden met zijn lengteas in horizontale oriëntatie, zoals afgebeeld. Als dit niet
gebeurt, dan kan een kleine fout in de luchtdrukmetingen ontstaan, waardoor de
gecompenseerde metingen minder nauwkeurig worden.
Opmerking: De sensor voor relatieve vochtigheid aan de achterzijde mag
niet afgedekt worden.
Opmerking: De relatieve vochtigheid wordt alleen weergegeven in de
software wanneer de luchttemperatuursensor is aangesloten op de XC
compensator.
De afgebeelde luchttemperatuur- en
materiaaltemperatuursensoren zijn losse
onderdelen en worden samen met de
communicatiekabels meegeleverd. Elke kabel
heeft een vrouwelijke schroefconnector voor
verbinding met de sensor en een mannelijke
schroefconnector voor verbinding met de
betreffende aansluiting aan de zijkant van de XC
compensator.
Renishaw levert een
materiaaltemperatuursensor
en een luchttemperatuursensor
standaard mee bij elke XC
compensator. Voor machines met
lange assen zijn maximaal drie
materiaaltemperatuursensoren aan te
sluiten op de XC compensator. Voor
extra materiaaltemperatuursensoren
kunt u contact opnemen met
uw plaatselijke Renishaw-
vertegenwoordiging.
De lucht- en materiaaltemperatuursensoren worden geleverd met kabels van 5
m lengte. U kunt ze naar wens combineren tot een maximale kabellengte van 60
m. Zo kunt u de sensoren positioneren op specifieke locaties van de machine
waarop u meet. Voor extra en/of vervangende sensoren en kabels kunt u contact
opnemen met uw plaatselijke Renishaw-vertegenwoordiging.
6
XC-80
omgevingscompensator
Om gemakkelijk te kunnen identificeren welke kabel met welke sensor verbonden
is, worden de kabels geleverd met verwijderbare naamlabels. De kabels dienen
aangesloten op hun sensoren bewaard te worden; de systeemkoffer biedt hiertoe
de mogelijkheid.
De temperatuursensoren bevatten magneten voor bevestiging op een stalen of
gietijzeren oppervlak, voorzien van een doorgaande opening die indien nodig
vastschroeven mogelijk maakt.
De lucht- en materiaaltemperatuursensoren werken alleen als ze aangesloten
zijn via de juiste aansluitingen van de XC compensator. Op de zijkant van de
XC compensator staan symbolen die corresponderen met de verschillende
soorten sensoren. De luchttemperatuursensor moet aangesloten worden
op de aansluiting met het onderstaande symbool voor luchttemperatuur.
Materiaaltemperatuursensoren kunnen aangesloten worden op elke aansluiting
met het symbool voor materiaaltemperatuur.
Sensorsymbolen
De sensorsymbolen voor lucht- en materiaaltemperatuur zijn ook aangegeven op
de zijkanten van de sensoren zelf.
Opmerking: Er zijn geen aansluitingen voor luchtdruk en relatieve
vochtigheid, aangezien die sensoren ingebouwd zijn in de behuizing van
de XC compensator.
Leds
Sensor-leds
Aan de zijkant van de XC compensator bevinden zich onder de sensorsymbolen
zes sensor-leds, die corresponderen met de sensoren voor luchtdruk, relatieve
vochtigheid, luchttemperatuur en driemaal materiaaltemperatuur. De kleur van
de led geeft aan wanneer een meting wordt opgenomen van de sensor en wat
vervolgens de geldigheid van die meting is.
De XC compensator ondervraagt elke sensor om de beurt na zeven seconden,
en herhaalt deze cyclus voortdurend. Van elke sensor die wordt ondervraagd,
kleurt de betreffende led donkergeel. Nadat van de sensor een geldige meting
ontvangen is, wordt de led groen. Als de sensor niet is aangesloten of een storing
heeft, dan kleurt de led rood. De waarden voor de golflengtecompensatie worden
bijgewerkt na iedere opgenomen sensormeting (dus om de zeven seconden).
Status-leds
Op het eindpaneel van de XC compensator bevindt zich een status-led. Deze led
wordt rood zodra de compensator voedingsspanning krijgt (dus met een USB-
kabel wordt aangesloten op de pc) en kleurt groen wanneer hij gereed is om met
meten te beginnen.
Luchttemperatuur
Luchtdruk
Relatieve vochtigheid
Materiaaltemperatuur 1
Materiaaltemperatuur 2
Materiaaltemperatuur 3
7
XC-80
omgevingscompensator
XC compensator kalibreren
Om het Renishaw kalibratiesysteem binnen zijn gespecificeerde nauwkeurigheid
te houden, adviseren we om de XC compensator en zijn sensoren jaarlijks te
kalibreren. Vaker kalibreren is aan te bevelen als de apparatuur gebruikt wordt
onder extreme omstandigheden of bij een vermoeden van schade. Ook de
vereisten vanuit uw programma voor kwaliteitsborging of vanuit nationaal of
plaatselijk geldende regels kunnen u opleggen om vaker te herkalibreren. Het
eindpaneel van de XC compensator heeft een ruimte waarin u de uiterste datum
voor herkalibratie kunt aangeven. Tijdens opslag, transport en gebruik mogen
de XC compensator en de sensoren niet blootgesteld worden aan excessieve
schokken en trillingen of aan een extreme temperatuur, druk of vochtigheid (zie
Specificaties), aangezien al deze factoren de kalibratie ongeldig kunnen maken.
De berekeningen van de kalibratie-onzekerheid zijn uitgevoerd volgens document
EA-4/02 van de European co-operation for Accreditation.
Alle kalibraties vallen binnen het werkgebied van Renishaws
kwaliteitsborgingsysteem volgens EN ISO 9001:2000. Dit systeem wordt
geaudit en gecertificeerd door een organisatie met UKAS-accreditatie. De
UKAS-accreditatie wordt in vele landen wereldwijd erkend door de betreffende
overheidsorganisatie in dat land.
Meer informatie over de kalibratieprocedure vindt u op het kalibratiecertificaat dat
meegeleverd werd bij uw systeem, en op www.renishaw.com/certificates.
De fouten en onzekerheden bij het normaliseren van metingen naar een
materiaaltemperatuur van 20 °C zijn niet inbegrepen in de systeemnauwkeurigheid.
Deze fouten en onzekerheden hangen niet alleen af van het binnen specificatie
zijn van de materiaaltemperatuursensor (wat een recent kalibratiecertificaat van
Renishaw aantoont), maar ook van de nauwkeurigheid van de uitzettingscoëfficiënt
die in de kalibratiesoftware wordt ingevoerd, het temperatuurverschil ten opzichte
van de 20 °C, en de juiste plaatsing van de sensoren.
Renishaw biedt een volledige herkalibratie- en reparatieservice in zijn fabriek
in het Verenigd Koninkrijk voor XC omgevingscompensatoren en hun sensoren.
Vergelijkbare herkalibraties voor het XL lasersysteem zijn beschikbaar in
Renishaws dochterondernemingen in de VS, Duitsland en China. Neem voor
meer informatie contact op met uw plaatselijke Renishaw-vertegenwoordiging of
bezoek de website Renishaw.com.
Golflengtecompensatie
De nauwkeurigheid van lineaire positiemetingen hangt af van de nauwkeurigheid
waarbinnen de golflengte van de laserbundel bekend is. Deze wordt niet alleen
bepaald door de kwaliteit van de laserstabilisatie, maar ook door parameters
in de directe omgeving. Vooral de waarden van de luchttemperatuur, luchtdruk
en relatieve vochtigheid hebben invloed op de golflengte (in lucht) van de
laserbundel.
Indien de golflengtevariaties niet worden gecompenseerd, dan kunnen de
fouten bij lineaire lasermetingen wel 50 ppm bedragen. Zelfs in een thermisch
geconditioneerde ruimte kan de dagelijkse variatie in atmosferische druk
golflengteveranderingen van meer dan 20 ppm veroorzaken. Een richtlijn is dat
een fout van ongeveer 1 ppm zal optreden bij elke van de volgende veranderingen
in de omgevingscondities:
Luchttemperatuur
1 °C
Luchtdruk
3,3 mbar (0,098 in kwik)
Relatieve vochtigheid (bij 20 °C)
50%
Relatieve vochtigheid (bij 40 °C)
30%
Opmerking: Deze waarden geven de slechtste situatie weer en hangen
ook enigszins samen met de andere parameters.
Deze fouten kunnen teruggebracht worden door een XC omgevingscompensator
te gebruiken.
De XC compensator meet de temperatuur, druk en vochtigheid van de lucht, en
berekent dan met de Edlen-vergelijking de brekingsindex van de lucht (en daaruit
de lasergolflengte). De lasermeting wordt vervolgens automatisch aangepast
om elke variatie in de lasergolflengte te compenseren. Het voordeel van een
automatisch systeem is dat de gebruiker er niets voor hoeft te doen en dat de
compensatie veelvuldig wordt bijgesteld.
8
XC-80
omgevingscompensator
Golflengtecompensatie is alleen van toepassing op lineaire metingen. Voor
andere metingen (hoek, vlakheid, rechtheid e.d.) zijn omgevingsinvloeden van
veel minder belang, aangezien veranderingen in de omgeving zowel de meet- als
de referentiebundels in vergelijkbare mate beïnvloeden.
Luchtsensoren positioneren
Luchttemperatuursensoren positioneren
WAARSCHUWING
Om zeker te zijn van thermische stabiliteit moet de luchttemperatuursensor al zo'n
15 minuten in de meetomgeving zijn voordat het meten begint.
De luchttemperatuursensor dient zo dicht mogelijk bij het meetpad van de
laserbundel geplaatst te worden, en ongeveer halverwege langs de as van
verplaatsing. Plaats de sensoren niet vlakbij vaste warmtebronnen (zoals
motoren) of in koude tocht.
Als u lange assen meet, controleer dan of er luchttemperatuurgradiënten zijn.
Als de luchttemperatuur meer dan 1 °C verandert langs de as, gebruik dan
een ventilator om de lucht te laten circuleren. Dit is vooral van belang bij lange
verticale assen, omdat de kans op temperatuurgradiënten daar groter is. Leid
signaalkabels van sensoren niet langs grotere elektrische interferentiebronnen,
zoals zeer krachtige of lineaire elektromotoren.
Voor eenvoudige montage hebben de luchttemperatuursensoren een doorgaand
gat, zodat ze op een oppervlak vast te schroeven zijn.
Sensoren voor luchtdruk en relatieve vochtigheid
De druk- en vochtigheidssensoren zijn gemonteerd binnen de behuizing van de
XC omgevingscompensator. In het algemeen is het niet nodig om de luchtdruk en
de relatieve vochtigheid in de directe nabijheid van het bundelpad te meten. Dit
komt doordat grote variaties in druk en vochtigheid nodig zijn om een significante
meetfout te veroorzaken, terwijl in allebei verspreid over het werkgebied normaal
gesproken maar weinig variatie is. De sensor voor relatieve vochtigheid mag
echter niet geplaatst worden in de buurt van warmte- of droogtebronnen.
Ook is het belangrijk dat de vochtigheidssensor niet afgedekt wordt door de
manier van monteren.
Bij kalibratie van een verticale as van meer dan 10 meter lengte is het verder aan
te raden om de druksensor op een hoogte van halverwege de verplaatsingsas te
monteren.
Compensatie voor thermische materiaaluitzetting
De internationale referentietemperatuur die de kalibratiegemeenschap toepast
is 20 °C, en CMM's en bewerkingsmachines worden normaal gekalibreerd
met deze temperatuur als referentie. In een gewone fabrieksomgeving, waar
precieze temperatuurbeheersing vaak niet aanwezig is, zal de machine niet deze
temperatuur hebben. Omdat de meeste machines uitzetten en krimpen met de
temperatuur mee, kan zo een fout ontstaan in de kalibratie.
Om deze kalibratiefout te vermijden bevat de software voor lineaire meting
een mathematische correctie, die compensatie voor thermische uitzetting of
'normalisatie' wordt genoemd en wordt toegepast op de lineaire lasermetingen. De
software normaliseert de metingen met behulp van de uitzettingscoëfficiënt (die
met de hand ingevoerd moet worden) en een gemiddelde machinetemperatuur
die met de XC compensator gemeten wordt. Het doel van deze correctie is het
inschatten van de laserkalibratieresultaten die verkregen zouden zijn indien de
machinekalibratie was uitgevoerd bij 20 °C.
9
XC-80
omgevingscompensator
Thermische uitzettingscoëfficiënten van materialen
De mate van uitzetting of krimp bij verandering van de temperatuur is bij de
meeste materialen zeer klein. Daarom wordt de thermische uitzettingscoëfficiënt
uitgedrukt in 'parts per million' per graad Celsius (ppm/°C). Deze coëfficiënten
geven aan hoeveel een materiaal uitzet of krimpt voor elke graad dat de
materiaaltemperatuur stijgt of daalt. Stel bijvoorbeeld dat de thermische
uitzettingscoëfficiënt +11 ppm/°C is. Dit betekent dat het materiaal voor elke
1 °C stijging van de materiaaltemperatuur 11 ppm uitzet, wat gelijk is aan 11
micrometer per meter materiaal.
Onjuiste compensatie voor thermische uitzetting van materiaal is een van de
voornaamste foutbronnen bij lasermetingen van lineaire afstanden in omgevingen
zonder temperatuurbeheersing. Dit komt doordat de uitzettingscoëfficiënten
van gangbare technische materialen relatief groot zijn in vergelijking met de
coëfficiënten ten gevolge van fouten in de golflengtecompensatie en in de
laserbundeluitlijning.
De genormaliseerde meting zal een fout hebben die te maken heeft met de
meetnauwkeurigheid van de materiaaltemperatuursensor. De grootte van deze
fout hangt af van de thermische uitzettingscoëfficiënt van de machine waarop
getest wordt. De materiaaltemperatuursensor heeft een nauwkeurigheid van
±0,1 °C. Dus als de geteste machine een thermische uitzettingscoëfficiënt van
10 ppm/°C heeft, dan wordt de fout in de normalisatie van de meting ±1 ppm. Dit
komt nog bij de meetnauwkeurigheid van het systeem (±0,5 ppm) wanneer de XC
omgevingscompensator wordt ingezet.
Omdat echter de twee fouten niet gecorreleerd zijn, is hun gecombineerde effect
gelijk aan de vierkantswortel uit de som van hun kwadraten en niet aan hun
rekenkundige som. Dus in het bovenstaande voorbeeld wordt de nauwkeurigheid
van de genormaliseerde meting ±1,2 ppm voor het lasersysteem met de XC
compensator.
Extra meetfouten doen zich voor indien een onjuiste thermische
uitzettingscoëfficiënt wordt ingevoerd in de software. Aangezien de thermische
uitzettingscoëfficiënten van verschillende machines 10 ppm/°C of meer uit elkaar
kunnen liggen, moet er met zorg op gelet worden dat de juiste waarden worden
ingevoerd. Vraag indien nodig advies aan de fabrikant van de machine.
De uitzettingscoëfficiënt van het terugkoppelsysteem van de machine voert u
normaal in de software in, tenzij u aan het inschatten bent wat de nauwkeurigheid
van bewerkte producten is bij hun terugkeer naar 20 °C. De tabel hieronder geeft
gebruikelijke uitzettingscoëfficiënten van diverse materialen die gebruikt worden
bij machinebouw en in terugkoppelsystemen.
Opmerking: Uitzettingscoëfficiënten kunnen variëren al naargelang de
samenstelling en de behandeling van het materiaal. Deze waarden zijn
daarom slechts een richtlijn, die alleen gevolgd dient te worden als
gegevens van de fabrikant ontbreken.
Materiaal Toepassing
Uitzettings-
coëfficiënt
ppm/°C
IJzer en staal
Elementen van machinestructuren,
tandheugeloverbrengingen,
kogelomloopmoeren
11,7
Aluminiumlegeringen
Lichtgewicht CMM-structuren 22
Glas Lineaire encoders met glazen meetschaal 8
Graniet Machinestructuren en -tafels 8
Beton Machinefunderingen 11
Invar
Encoders en structuren met geringe
uitzetting
< 2
Thermisch stabiel
glas
Encoders en structuren zonder uitzetting < 0,2
10
XC-80
omgevingscompensator
Wanneer u een uitzettingscoëfficiënt vaststelt, wees dan vooral voorzichtig als het
gaat om twee aan elkaar bevestigde materialen met verschillende coëfficiënten.
Bestaat het terugkoppelsysteem bijvoorbeeld uit een tandheugel met rondsel,
dan ligt de uitzettingscoëfficiënt waarschijnlijk dichter bij de gietijzeren rail waarop
de tandheugel bevestigd is. Bij grote machines in portaalvorm met op de vloer
gemonteerde rails wordt de uitzettingscoëfficiënt van de rails mogelijk verlaagd
door het inperkende effect van de betonnen fundering. Ook zijn veel moderne
meetschalen samengesteld uit enkele verschillende materialen, zoals een glazen
meetschaal die bijvoorbeeld bevestigd is op een aluminium drager, die weer
gemonteerd wordt op een gietijzeren machinedeel. In zulke gevallen kan het
bepalen van de geldende coëfficiënt moeilijk zijn. Vraag dan advies bij de fabrikant
van de meetschaal en/of die van de machine waarop de schaal gebruikt wordt.
Materiaalsensor positioneren
WAARSCHUWING
Om zeker te zijn van thermische stabiliteit moet de materiaaltemperatuursensor al
25 minuten op het materiaal aangebracht zijn voordat het meten begint.
Bij het positioneren van de materiaaltemperatuursensoren is de eerste stap dat u
vaststelt met welk hoofddoel u de materiaaluitzetting gaat compenseren. Meestal
is dat een van de volgende vier mogelijke doelen:
1. De lineaire positioneringsnauwkeurigheid inschatten die u zou verkrijgen als
de machine zou werken bij een omgevingstemperatuur van 20 °C. Dit is vaak
het doel bij het bouwen, overdragen, in bedrijf stellen en herkalibreren van een
machine, en komt meestal overeen met wat in een nationale of internationale
norm voor machineacceptatie is gedefinieerd.
2. Een kalibratie uitvoeren in overeenstemming met een nationale of
internationale norm voor machineacceptatie.
3. De lineaire nauwkeurigheid inschatten die het terugkoppelsysteem van de
machine zou kunnen bereiken als dat systeem op een temperatuur van 20 °C
zou zijn. Dit is nuttig bij de diagnose van fouten in het terugkoppelsysteem.
4. De nauwkeurigheid inschatten van producten die de machine gaat produceren,
wanneer die producten worden teruggebracht naar 20 °C voor inspectie. Dit
doel is vooral belangrijk bij de productie van nauwkeurige non-ferro onderdelen
in werkplaatsen zonder temperatuurbeheersing, waar de uitzettingscoëfficiënten
van machineterugkoppeling en product aanmerkelijk verschillen.
De verschillen tussen deze doelen zijn vaak aanzienlijk, vooral indien het systeem
dat de machinepositie terugkoppelt warm wordt terwijl de machine bezig is (zoals
een kogelomloopmoer) of indien de uitzettingscoëfficiënt van het product nogal
verschilt van die van het terugkoppelsysteem (bijvoorbeeld een aluminium product
en encoders met een glazen meetschaal).
De materiaaltemperatuursensor die bij de XC compensator wordt geleverd
heeft een sterke magnetische voet om hem te 'klemmen' op de machine
waarop getest wordt. Zorg voor een goed thermisch contact tussen de
materiaaltemperatuursensor en het materiaal dat gemeten wordt.
Nauwkeurigheid van de machine inschatten alsof die in een
omgeving van 20 °C werkt
Om de machinenauwkeurigheid in te schatten alsof de machine in een omgeving
van 20 °C is, moet(en) de materiaaltemperatuursensor(en) op de tafel van de
machine geplaatst worden, of op een ander massief deel van de machinestructuur
dat NIET in de buurt is van warmtebronnen zoals motoren, tandwielkasten,
lagerhuizen, uitlaten, enz. Neem als uitzettingscoëfficiënt van het materiaal die
van het terugkoppelsysteem.
Kalibreren in overeenstemming met nationale en internationale normen
Om de machinenauwkeurigheid te kalibreren in overeenstemming met een
nationale of internationale norm moet de procedure gevolgd worden die in de
norm gedefinieerd is. Deze zal beschrijven waar de materiaalsensor geplaatst
moet worden, welke uitzettingscoëfficiënt gebruikt moet worden en met welke
11
XC-80
omgevingscompensator
cyclus de machine opgewarmd moet worden. Als de norm ook een test voor het
thermisch verloop definieert, dan moet die ook gebeuren.
Als de temperatuur van lucht en machine aanmerkelijk verschillen, dan zijn
er waarschijnlijk ook flinke temperatuurverschillen tussen het oppervlak
en de kern van het materiaal. Plaats onder deze omstandigheden de
materiaaltemperatuursensoren zorgvuldig zodanig dat ze de kerntemperatuur
meten. De temperatuur kan gemeten worden op diverse punten met behulp
van maximaal drie sensoren, waarbij de toegepaste compensatiefactor wordt
gebaseerd op de gemiddelde meetwaarde.
Het is een algemeen misverstand dat materiaalsensoren altijd geplaatst zouden
moeten worden op de kogelomloopmoer of het terugkoppelsysteem. Dit is niet
altijd het geval, zoals het volgende voorbeeld laat zien:
Voorbeeld:
Stel dat een machine wordt gekalibreerd in een werkplaats van 25 °C en dat
vanwege de warmte die de machine genereert de kogelomloopmoer 5 °C warmer
is, dus 30 °C. Als de materiaalsensoren op (of zeer dichtbij) de kogelomloopmoer
worden geplaatst, dan worden de lasermetingen gecompenseerd om in te
schatten wat ze waren geweest als de kogelomloopmoer 20 °C was geweest.
Maar als de machine aan het werk zou zijn in een omgeving van 20 °C, dan zou
de kogelomloopmoer NIET 20 °C zijn.
De warmte die de moer en de motor genereren zou er ook nog zijn, waardoor
de temperatuur van de kogelomloopmoer nog steeds 5 °C hoger zou zijn dan
de omgeving (namelijk 25 °C). De materiaalsensor(en) op de kogelomloopmoer
plaatsen resulteert dus in overcompensatie. Het is beter om de sensor(en) op een
massief machinedeel te plaatsen en zo temperatuurmetingen te verkrijgen die
de gemiddelde omgevingstemperatuur rond de machine betreffen over de laatste
paar uur.
Nauwkeurigheid van het terugkoppelsysteem inschatten alsof
het 20 °C is
Deze procedure wordt vaak gebruikt voor diagnose. Mogelijk is de
machinekalibratie voor doelstelling 1 of 2 niet gelukt en is het nu nodig om
de nauwkeurigheid van het terugkoppelsysteem bij 20 °C te verifiëren. Om
dit doel te bereiken moet de laserbundel zo dicht mogelijk bij de as van het
terugkoppelsysteem uitgelijnd zijn (voor een minimale Abbé-instellingsfout).
Plaats de materiaaltemperatuursensor(en) op of zeer dichtbij het
terugkoppelsysteem, en stel als uitzettingscoëfficiënt die van het
terugkoppelsysteem in. De temperatuur kan gemeten worden op diverse punten
met behulp van maximaal drie sensoren.
Producten maken die nauwkeurig moeten zijn bij 20 °C
Als met een machine altijd materialen bewerkt worden met een heel andere
uitzettingscoëfficiënt dan die van het terugkoppelsysteem (bijvoorbeeld
aluminiumlegeringen, koolstofcomposieten, keramiek, etc.) dan kan het gunstig
zijn om de uitzettingscoëfficiënt van het product te gebruiken en niet die van het
terugkoppelsysteem van de machine. Hoewel dit geen kalibratie oplevert die
de machineprestaties bij 20 °C weergeeft, kan het de nauwkeurigheid van de
producten verbeteren wanneer ze terugkeren naar 20 °C voor meting.
Plaats de materiaaltemperatuursensor(en) op een locatie waar een temperatuur
te meten is die overeenkomt met wat van het product te verwachten is. Dit
is vaak op de machinetafel, maar ook andere factoren zoals het toegepaste
koelmiddelsysteem en de snelheid van verspanen moeten soms in de overweging
meegenomen worden. Let er verder op dat dit soort kalibraties onder de juiste
omstandigheden wordt uitgevoerd. De kalibratie is alleen echt effectief als
de temperatuur en de uitzettingscoëfficiënt van de diverse producten relatief
consistent zijn.
12
XC-80
omgevingscompensator
Automatische compensatie
Automatische omgevingscompensatie maakt gebruik van de XC
omgevingscompensator om de lasergolflengte te compenseren en te
compenseren voor thermische uitzetting van het materiaal. Als een kalibratie
uitgevoerd wordt in een omgeving waarin de atmosferische omstandigheden
waarschijnlijk gaan variëren tijdens de test, dan is automatische compensatie
sterk aan te raden.
Voor automatische compensatie sluit u eerst de lucht- en
materiaaltemperatuursensoren aan op de betreffende aansluitingen aan de zijkant
van de XC compensator. Meer informatie vindt u bij de omgevingssensoren. Sluit
daarna de XC compensator aan op de pc
met behulp van de meegeleverde USB-
kabel.
In Capture geeft het XC volgscherm aan
dat de XC compensator beschikbaar
is. De omgevingscompensatie wordt nu
automatisch uitgevoerd.
Metingen van de XC compensator worden
om de zeven seconden opgenomen,
en dan gebruikt om de lasermetingen
dienovereenkomstig te compenseren. Meer
informatie vindt u bij de bijwerkcyclus van
de XC compensator.
Om te definiëren welke omgevingsfactoren
standaard gebruikt worden, kiest u
'meer', 'instellingen' en dan
'omgevingsfactoren'.
WAARSCHUWING
Voor de start van elke kalibratiecyclus:
Zorg ervoor dat de te kalibreren machine voldoende in bedrijf was om zijn
aandrijving en de meetschaal van de te kalibreren as op te warmen.
Let erop dat de juiste waarde is ingevoerd voor de thermische
uitzettingscoëfficiënt door aanpassing van de compensatieparameter voor
materiaaluitzetting.
Bijwerkcyclus van de XC compensator
Om de zeven seconden wordt van een van de zes omgevingssensoren een
meting opgenomen en doorgegeven aan de pc. Met deze meting wordt de factor
voor omgevingscompensatie bijgewerkt. De volgorde waarin de metingen van de
omgevingssensoren worden opgenomen is als volgt: luchttemperatuur, relatieve
vochtigheid, luchtdruk, en de drie materiaaltemperaturen.
13
XC-80
omgevingscompensator
Vaste materiaalcompensatie
Voor sommige toepassingen op de machine is het misschien nodig om voor de
compensatie een vaste materiaaltemperatuur in te voeren. Dat is bijvoorbeeld
het geval bij een machine met ingebouwde materiaalsensor of -sensoren en een
koelsysteem om het machinebed op een bepaalde temperatuur te houden.
Om een vaste materiaaltemperatuur te gebruiken gaat u in Capture naar
'Machine' in de tab 'Definiëren', waarna u 'Vaste materiaaltemperatuur' selecteert.
Hier kunt u als gebruiker de vaste temperatuur invoeren.
Specificaties
Inleiding
Dit hoofdstuk geeft, samen met het hoofdstuk over gewichten en afmetingen,
de fysieke en operationele specificaties van de diverse componenten van het
systeem.
Renishaw behoudt zich het recht voor om, als onderdeel van zijn beleid van
voortdurend producten verbeteren, het uiterlijk of de specificatie van producten te
wijzigen zonder kennisgeving.
Systeem opslaan
Opslagtemperatuur -25 °C – 70 °C
Vochtigheid bij opslag 0% – 95% zonder condensatie
Druk bij opslag 10 mbar – 1200 mbar
XC omgevingscompensator en sensoren
Meetbereik luchttemperatuursensor 0 °C – 40 °C
Meetnauwkeurigheid
luchttemperatuursensor
±0,2 °C
Meetbereik luchtdruksensor 650 mbar – 1150 mbar
Meetnauwkeurigheid luchtdruksensor ±1,0 mbar #
Meetbereik sensor voor relatieve
vochtigheid
0% – 95% (zonder condensatie)
Meetnauwkeurigheid sensor voor relatieve
vochtigheid
±6%
Nauwkeurigheid golflengtecompensatie ±0,5 ppm †*
Meetbereik materiaaltemperatuursensor 0 °C – 55 °C
Meetnauwkeurigheid
materiaaltemperatuursensor
±0,1 °C
Bijwerkinterval van automatische
compensatie
7 seconden
Bijwerkinterval per individuele sensor 42 seconden
Aanbevolen periode voor herkalibratie 12 maanden
Uitvoer Via USB 2
Voedingsspanning
Via USB-aansluiting
Maximaal stroomverbruik = 100 mA
# Met XC compensator in horizontale oriëntatie
† Opmerking: In de nauwkeurigheidswaarden zijn niet de fouten inbegrepen
die kunnen ontstaan bij het normaliseren van meetwaarden naar een
materiaaltemperatuur van 20 °C.
* k=2 (95% vertrouwd) EA-4/02, ISO
14
XC-80
omgevingscompensator
Gewichten en afmetingen
XC omgevingscompensator (afmetingen in mm)
Omschrijving Gewicht
XC-80 compensator 490 g
Luchttemperatuursensor 48 g
Materiaaltemperatuursensor 45 g
Artikelnummers
Artikelnummer Inhoud Artikelnummer
A-9908-0510
XC-80
compensatorset
XC-80 compensator n.v.t.
Materiaaltemperatuursensor met
kabel
A-9908-0879
Luchttemperatuursensor met
kabel
A-9908-0879
XC montageplaat A-9908-0892
USB-kabel A-9908-0286
T
+31 76 543 11 00
F
+31 76 543 11 09
E
benelux@renishaw.com
www.renishaw.nl
Renishaw Benelux BV
Nikkelstraat 3
4823 AE Breda
Nederland
Voor wereldwijde contactgegevens,
kijk op www.renishaw.nl/contact
F-9921-0086-01
© 2017 Renishaw plc
Uitgegeven: 02.2017
Artikelnr.: F-9921-0086-01-B
-
1
-
2
-
3
-
4
-
5
-
6
-
7
-
8
-
9
-
10
-
11
-
12
-
13
-
14
-
15
Gerelateerde artikelen
-
Renishaw XM-600 Gebruikershandleiding
-
-
-
-
-
-
