Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Stel je voor dat je de precisie van bewerkingsmachines kunt ontsluiten met een eenvoudig glazen oppervlak. Lineaire tralieweegschalen doen precies dat en zetten fijne lijnen om in zeer nauwkeurige metingen. Dit artikel onderzoekt hoe deze schalen werken, van hun structuur tot hun praktische toepassingen. U ontdekt hoe ze verplaatsingen versterken en de nauwkeurigheid verbeteren bij diverse bewerkingstaken. Aan het eind begrijp je waarom deze gereedschappen essentieel zijn voor moderne productie en hoe ze de precisie en efficiëntie van je projecten kunnen verbeteren.
Rooster - Vele kleine strepen (gegraveerde lijnen) van gelijke afstand en afwisselend helder en donker worden gelijkmatig gegraveerd op een gecoat glasoppervlak.
a - is de breedte van de roosterlijnen (niet-transparant)
b - de ruimtebreedte tussen roosterlijnen (transparant)
a+b=W roosterafstand (ook wel roosterconstante genoemd)
Gewoonlijk is a=b=W/2, maar het kan ook worden gegraveerd als a:b=1,1:0,9.
Veelgebruikte roosters zijn gegraveerd met 10, 25, 50, 100 of 250 lijnen per millimeter.
Moiré franjes - Wanneer twee roosters met gelijke steek (rooster 1 en rooster 2) over elkaar heen worden gelegd, met een kleine tussenruimte in het midden, en de kleine traliehoek θ wordt gevormd tussen de twee tralielijnen, verschijnen er afwisselend heldere en donkere strepen in de richting dicht bij de verticale tralielijn.
Op de d-d lijn overlappen de twee roosterlijnen elkaar en is het doorzichtige gebied het grootst. Dit vormt de heldere band van de streep die bestaat uit een reeks ruitvormige patronen.
Op de f-f-lijn zijn de twee roosterlijnen verschoven, waardoor de donkere band van de streep wordt gevormd - bestaande uit enkele zwarte kruislijnpatronen.
Moirérandverplaatsingsmetingen hebben de volgende drie kenmerken:
(1) Versterkingseffect van verplaatsing
Streepbreedte BH - als het rooster één streepbreedte naar voren of naar achteren beweegt, bewegen de Moiré-franjes één streepbreedte naar voren of naar achteren.
De relatie tussen BH en θ:
Als θ afneemt, neemt BH toe. Daarom wordt W versterkt met 1/θ. Bijvoorbeeld, als θ=0,1°, 1/θ=573, wat betekent dat BH 573 keer de roosterafstand W is. Dit betekent dat het rooster een verplaatsingsversterkend effect heeft, waardoor de gevoeligheid van de meting toeneemt.
(2) Richting van de beweging van de moirérand
Als tralie 1 in verticale richting naar rechts beweegt langs de snijlijn, bewegen de Moiré franjes omhoog langs de rasterlijnen van tralie 2. Aan de andere kant, als tralie 1 naar links beweegt, bewegen de Moiré franjes omlaag langs de rasterlijnen van tralie 2. Aan de andere kant, als tralie 1 naar links beweegt, bewegen de Moiré franjes naar beneden langs de rasterlijnen van tralie 2. Daarom kan de bewegingsrichting van tralie 1 worden geïdentificeerd als de bewegingsrichting van de Moiré franjes →.
(3) Het gemiddelde effect van de fout
Moiré franjes worden gevormd door het grote aantal gegraveerde lijnen op een rooster en ze hebben een tegenwerkend effect op de gegraveerde fout van de lijnen. Dit effect kan de invloed van fouten met een korte periode aanzienlijk verminderen.
Roosterleeskop: Maakt gebruik van het principe van roosters om de ingevoerde grootheid (verplaatsing) om te zetten in een overeenkomstig elektrisch signaal.
Onderdelen: Liniaalrooster, indicatierooster, optisch geleidingssysteem, foto-elektrische elementen enz.
Rooster Digitaal Display: Om de verplaatsingsrichting te onderscheiden, de meetprecisie te verhogen en digitale weergave mogelijk te maken, moet het uitgangssignaal van de leeskop van het traliewerk omgezet worden in een digitaal signaal.
Componenten: Vormversterkingscircuit, onderverdelingscircuit, richtingsdiscriminatiecircuit en digitaal displaycircuit, enz.
De tralie liniaal bestaat uit een vast meetlichaam en een beweegbare afleeskop.
De behuizing van de vaste meetschaal is een aluminium behuizing die de liniaal, scaneenheid en geleiderails binnenin beschermt tegen schade door spaanders, stof of opspattend water.
De beweegbare leeskop bestaat uit een scaneenheid, een precisieconnector en een installatieblok. De precisieconnector verbindt de scaneenheid met het installatieblok, dat kleine mechanische fouten in de geleiderails compenseert.
De lineaire liniaal wordt gebruikt om de positie van de lineaire asbeweging te meten. Omdat hij direct de mechanische positie meet, kan hij nauwkeurig de werkelijke positie van de bewerkingsmachine weergeven.
Door de lineaire liniaal te gebruiken om de positie van de slede te meten, omvat de positiebesturingslus alle voedingsmechanismen. Dit is de gesloten regelkring. De mechanische bewegingsfout wordt gedetecteerd door de lineaire liniaal in de glijplaat en gecorrigeerd door het besturingssysteem.
Daarom kan het potentiële fouten uit meerdere bronnen elimineren:
Verwerkingsapparatuur: draaibanken, freesmachines, kottermachines, slijpmachines, boren machines, vonkmachines, draadsnijden, bewerkingscentra, enz.
Meetinstrumenten: projectoren, beeldmeetinstrumenten, gereedschapsmicroscopen, enz.
Het kan ook fouten in de gereedschapsbeweging compenseren op CNC-machine gereedschap
Uitgerust met PLC voor verplaatsingsmeting in diverse geautomatiseerde mechanismen.
Het meetprincipe van de incrementele tralie liniaal bestaat uit het moduleren van het licht door twee onderling bewegende tralies tot Moiré franjes. Door het tellen en onderverdelen van de Moiré franjes wordt de verplaatsingsverandering verkregen. De absolute positie wordt bepaald door een of meer referentiepunten op het schaalrooster in te stellen.
Kenmerken:
De roosterliniaal heeft voordelen zoals een eenvoudige structuur, lange mechanische levensduur, hoge betrouwbaarheid, sterk anti-interferentievermogen, lange transmissieafstand, hoge nauwkeurigheid en lage kosten.
Incrementele roostersensoren hebben echter ook tekortkomingen. Stalen linialen kunnen alleen de relatieve positie van de asrotatie weergeven.
Het referentiepunt moet elke keer worden ingesteld als de stroom wordt uitgeschakeld of opnieuw wordt opgestart, en er is een onderverdelingsfout in de signaalverwerkingsmethode.
Het meetprincipe van de absolute tralie liniaal is het direct coderen van de absolute positiegegevens in de vorm van codes op de tralie door het flikkeren van tralielijnen op verschillende breedtes en afstanden op de tralie liniaal.
De daaropvolgende elektronische apparatuur kan positie-informatie verkrijgen terwijl de tralie liniaal onder stroom staat.
Voordelen:
De huidige positie-informatie kan direct na het inschakelen worden verkregen zonder dat een "nulstelling" nodig is, waardoor het ontwerp van het besturingssysteem wordt vereenvoudigd. De absolute positie wordt berekend in de uitleeskop zonder dat daaropvolgende onderverdelingsschakelingen nodig zijn. Het gebruik van bidirectionele seriële communicatietechnologie zorgt voor betrouwbare communicatie.
De absolute positie van de liniaal van het traliewerk wordt bepaald met behulp van referentiemarkeringen (nulposities).
Om de afstand om terug te keren naar de nulpositie te verkorten, ontwierp Heidenhain afstandsgecodeerde referentiemarkeringen binnen de meetlengte.
De absolute positie van de liniaal kan worden bepaald telkens wanneer twee referentiemarkeringen (met een afstand die wordt bepaald door wiskundige algoritmen) worden gepasseerd.
Encoders met afstandsgecodeerde referentiepunten hebben de letter "C" achter het modelnummer (bijvoorbeeld LS 487C).
Eén referentiepunt
Equidistante referentiepunten.
Afstandsgecodeerd referentiepunt/C-type.
| Signaalcyclus | nominaal toenamegetal | maximale verplaatsingsafstand | |
| LF | 4μm | 5000 | 20 mm |
| LS | 20 µm | 1000 | 20 mm |
| LB | 40μm | 2000 | 80 mm |
Absolute lineaire schaal zonder referentie
Absoluut signaal: Endat, Fanuc serieel, Siemens, Mitsubishi, Panasonic, enz.
Stapsignaal: Sinusgolfsignaal (1-Vpp signaal), blokgolfsignaal (TTL signaal).
1. Roosterafstand:
De lineaire meetschaal stuurt elektrische signalen uit en de traliesteek verwijst naar de fysieke tralielijnen op de lineaire meetschaal. Elke keer dat de lineaire schaal een afstand aflegt die gelijk is aan de tralieafstand, verandert het elektrische uitgangssignaal een cyclus.
Voorbeeld: Als de tralieafstand 20um is en de lineaire schaal een afstand van 20um aflegt, zal de lineaire schaal een sinus uitzenden met een faseverschuiving van 360° en een twee-faseverschil van 90°.
2. Signaalcyclus:
Met de ontwikkeling van de meettechnologie is het nu mogelijk om frequentievermenigvuldigingsschakelingen op de lineaire meetkop te gebruiken om de sinus te vermenigvuldigen die door elk roosterdraadsignaal wordt gegenereerd.
Daarom kan de signaaluitgangscyclus van de lineaire meetschaal verfijnd worden. Het signaal nadat het vermenigvuldigd is door de leeskop is veel dichter dan het oorspronkelijke tralielijnsignaal en de lengte van het verdichte signaal wordt de signaalcyclus genoemd.
Als de leeskop geen mogelijkheid tot frequentievermenigvuldiging heeft, dan is de traliesteek gelijk aan de signaalcyclus.
3. Frequentievermenigvuldiging:
Frequentievermenigvuldiging kan worden opgevat als het verdichten van het originele signaal. Frequentievermenigvuldiging kan de periode van een sinusgolf verkorten, de gemeten afstand die overeenkomt met elke periode verkorten en de meetnauwkeurigheid verbeteren.
De gebruikelijke frequentievermenigvuldigingsmethoden zijn: frequentievermenigvuldiging van leeskoppen, instrumenten voor post-multiplicatie (geleverd door fabrikanten van lineaire weegschalen, vergelijkbaar met voorversterkers, die worden gebruikt voor signaalversterking en frequentievermenigvuldiging), frequentievermenigvuldiging van CNC systemenenz.
4. Meetstap:
Sinusvormige signalen die een frequentievermenigvuldiging hebben ondergaan worden gebruikt om de positie te meten. Door beperkingen in het fabricageproces, het foutenniveau en de verwerkingscapaciteit van het positieregistratiecircuit van de lineaire meetschaal is het onmogelijk om het oorspronkelijke signaal van de traliesteek oneindig te vermenigvuldigen.
Daarom hebben fabrikanten van lineaire weegschalen een aanbevolen meetstap voor elk type lineaire weegschaal. Deze waarde verwijst naar de minimale meetafstand die de lineaire weegschaal kan verdragen. Binnen dit meetstappenbereik kan de nominale meetnauwkeurigheid van de lineaire weegschaal worden bereikt.
In vergelijking met CNC-systemen is deze meetstap meestal de minimale instructie-eenheid van het systeem. Op dezelfde manier specificeert deze technische specificatie ook de meetnauwkeurigheid (resolutie) van de lineaire schaal.
5. Resolutie:
De meetnauwkeurigheid verwijst naar de minimale lengteverandering die de lineaire schaal kan aflezen en uitvoeren, zoals 5um, 1um, 0,5um, 0,1um.
6. Meetnauwkeurigheid:
De meetnauwkeurigheid heeft betrekking op de nauwkeurigheid van de signaalgegevens die door de lineaire schaal worden uitgevoerd naar de werkelijke lengte die wordt gemeten.
Positiefout binnen het gehele meetbereik: Als de maximumwaarde van de positiefout die is vastgesteld op basis van de gemiddelde waarde binnen een meetbereik van 1 m binnen ±a valt, dan is ±a um het nauwkeurigheidsniveau.
Bij gesloten lineaire schalen geven deze gegevens de nauwkeurigheid van de lineaire schaal weer, inclusief de afleeskop, d.w.z. de systeemnauwkeurigheid. (Heidenhain: ±0,1, ±0,2, ±0,5, ±1, ±2, ±3, ±5, ±10, ±15um)
Positiefout binnen een enkele signaalcyclus:
De positieafwijking binnen een enkele signaalcyclus wordt bepaald door de roosterkwaliteit, de scankwaliteit en de signaalcyclus van de lineaire schaal. De positieafwijking binnen een enkele signaalcyclus ligt meestal binnen het bereik van ±2% tot ±0,5% van de signaalcyclus.
Hoe kleiner de signaalcyclus, hoe kleiner de fout binnen één signaalcyclus. Dit is erg belangrijk voor de positioneringsnauwkeurigheid tijdens slow motion en asbewegingen en snelheidsregeling tijdens asbewegingen, die bepalend zijn voor de oppervlaktekwaliteit en de kwaliteit van de bewerkte onderdelen.
| De signaalcyclus van het scansignaal | De maximale interpolatiefout binnen één signaalcyclus | |
| F L | 4μm | 0,08 μm |
| LC181 | 16μm | 0,3 μm |
| LC481 | 20 μm | 0,4 µm |
| LS | 20 μm | 04 μm |
| LB | 40 μm | 0,8 µm |
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 
PT 