Spectro (links): Kompakte Abmessungen für Mehrstellen-Messplätze Metro: genaue Kugelführung für hohe Genauigkeit im Messzirkel.
Bild: Heidenhain

Spectro (links): Kompakte Abmessungen für Mehrstellen-Messplätze Metro: genaue Kugelführung für hohe Genauigkeit im Messzirkel. Bild: Heidenhain

Für den Messraum, die Messmittelüberwachung oder handbediente Messplätze empfehlen sich die Certo- oder Metro-Baureihen, da sie Genauigkeiten besser als 1 µm aufweisen. Automatisierte Prüfvorrichtungen oder Mehrstellen-messplätze sind aufgrund ihrer Bauform die Einsatzgebiete der Acanto- und Specto-Messtaster. Die hohe Genauigkeit über den gesamten Messweg ermöglicht es, mit allen Messtastermodellen mehrere unterschiedliche Bauteile verschiedener Größen in derselben Genauigkeit zu vermessen. Dadurch können zusätzliche Vorrichtungen entfallen. Für die unterschiedlichsten Anwendungen bringen alle Varianten zudem jeweils spezielle Eigenschaften mit. Kombiniert mit der passenden Auswerteelektronik erfüllen die Heidenhain-Lösungen auch hochspezifische Anforderungen metrologischer Aufgabenstellungen.

Mit ± 0,1 µm Genauigkeit und einer Wiederholgenauigkeit besser als 0,03 µm ermöglicht der Certo-Messtaster die genaueste taktile Messung über

Heidenhain Mehrstellenmessplaetze

Lösungen für Mehrstellenmessplätze von Heidenhain: MSE 1000 für bis zu 250 Messkanäle und Acanto-Messtaster mit einem
Anreihmaß von nur 15 mm.
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einen Weg von bis zu 60 mm, die am Markt verfügbar ist. Die Wiederholgenauigkeit wird bei Heidenhain mit fünf Messungen über den kompletten Messweg in der Nähe des unteren Messbolzenanschlags ermittelt. Sie beschreibt die Differenz zwischen der ersten Messung und dem nach fünf Messungen eingeschwungenen Zustand des Messsystems. Die foto-elektrische Abtastung spielt hierbei alle ihrer Vorteile aus. Feinste Teilungsstriche werden berührungslos und damit verschleißfrei abgetastet und ermöglichen diese herausragenden technischen Kennwerte. Im Messprotokoll des Certo wird zusätzlich ein Wert für die lineare Fehlerkompensation angegeben. Zusammen mit der Auswerte-Elektronik ND 287 ist dann eine Genauigkeit von bis zu ± 0,03 µm erreichbar.

Konstante Antastung

Durch die Verwendung des empfohlenen Stativs CS 200 wird ein annähernd thermisch invarianter Messzirkel erreicht. Da Stativ und Certo-Mechanik aus Invar (Ausdehnung 1 ppm/K) bestehen und der Maßstab mit 2 µm Signalperiode aus Zerodur (Ausdehnung 0,1 ppm/K) hergestellt ist, beeinflussen kleine, in der Regel unvermeidbare Temperaturschwankungen die Genauigkeit nicht. Aus diesem Grund ist die Genauigkeit des Messtasters im Bereich von 19 bis 21 °C angegeben. Der elektrische Antrieb des Messtasters ermöglicht drei Messkräfte und eine konstante Antastkraft über die gesamte Messlänge. In der gekoppelten Ausführung wird der Messbolzen dagegen von Hand bzw. über eine Kupplung von einem bewegten Maschinenelement betätigt. Eine weitere Produktfamilie in der Genauigkeitsklasse unterhalb 1 µm ist die Metro-Serie. Genau wie die Certo-Messtaster bestechen sie durch eine Präzisionsteilung mit 2 µm Signalperiode.

Heidenhain Auswerteelektroniken

Heidenhain-Auswerteelektroniken für jede Anwendung: ND 287 (vorne rechts), EIB 740 (vorne Mitte), MSE 1000 (Mitte) und
ND 2100G Gage-Chek (hinten).
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Dadurch kann eine Systemgenauigkeit von ± 0,2 µm über den gesamten Messbereich von 12 oder 25 mm gewährleistet werden. Das Zusammenspiel von Kugellagerführung und hochgenauer foto-elektrischer Abtastung ermöglicht eine Wiederholgenauigkeit, die besser als 0,03 µm ist. Die Nachbarschaftsgenauigkeit ist bei einem Messweg von 12 mm typischerweise < 0,03 µm. Sie beschreibt eine Abweichung in einem Intervall von 200 µm.

Der Messtaster MT 1281 MW aus der Metro-Serie erlaubt es, einen Prüfling mit einem minimalen Risiko der Verformung oder Beschädigung taktil zu messen. Das ermöglicht der außergewöhnlich niedrige Messkraftverlauf zwischen 0,01 N und 0,07 N, den der Messtaster über seinen kompletten Messweg von 12 mm aufweist. Als Folge-Elektronik eignet sich für den Einzelmessplatz die Auswerte-Elektronik ND 287. Sie erlaubt in Kombination mit der Metro-Serie einen minimalen Messschritt von 1 nm.

Mehrstellen-Messplätze gewinnen in der industriellen Messtechnik zunehmend an Bedeutung. In diesen Anwendungen steuert eine Elektronik die Erfassung mehrerer Messwerte an einem Prüfling – bei komplexen Messaufgaben oft auch im Rahmen eines festgelegten Prüfablaufs. Für solche Anwendungen bietet die Specto-Baureihe ein Anreihmaß von nur 13 mm. Damit können mehrere Messtaster auf engstem Raum platziert werden. Um den Platzbedarf in der Anlage gering zu halten, können die Kabel sowohl axial als auch radial angeschlossen werden.

Die Specto-Messtaster sind durch eine Schutzklasse von bis zu IP67 sehr gut für In-Prozess-Messungen geeignet. Über den Messweg von 12 oder 30 mm ist eine Genauigkeit von

Heidenhain Online-Diagnose

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Bild: Heidenhain

± 1 µm gewährleistet. Die Nachbarschafts-genauigkeit – sie beschreibt die Abweichung in einem Messbereich von 200 µm – beträgt typischerweise < 0,3 µm. Die Wiederholgenauigkeit weist den gleichen geringen Wert auf. Diese Werte sind unter anderem dank der hochgenauen Kugelführung möglich, die auf über 60 Mio. Messzyklen ausgelegt ist.

Bei dynamischen Messaufgaben etwa in Prüfständen kann es bei inkrementalen Messgeräten zu Zählfehlern in der Folge-Elektronik kommen. Ursache sind oft zu hohe Geschwindigkeiten oder zu starke Vibrationen. Die absoluten Messtaster der Acanto-Baureihe vermeiden diese Zählfehler, indem sie den absoluten Positionswert bei jeder Anfrage ohne Referenzfahrt permanent ermitteln und sofort einen Messwert liefern. Messfehler durch zu große Messbolzengeschwindigkeiten wie etwa Prellen gehören der Vergangenheit an.
Der Messweg der Acanto-Messtaster liegt je nach Ausführung bei 12 oder 30 mm, die Schutzklasse ist IP67. In der Ausführung mit 12 mm Messweg erreichen sie eine Genauigkeit von
± 1 µm. Durch das kleine Anreihmaß von 15 mm eignen sich die Acanto-Messtaster auch für Mehrstellenmessplätze.
Damit die Daten von Mehrstellenmessplätzen sicher und schnell ausgewertet werden können, bietet Heidenhain die modulare Folgeelektronik MSE 1000 an. Mit ihr ist es möglich, bis zu 250 Messkanäle unterschiedlichster Schnittstellen gleichzeitig zu erfassen. Bei der Konzeption der MSE 1000 legte Heidenhain großen Wert darauf, die Installation der Module und die Anbindung an die Messvorrichtung so einfach wie möglich zu gestalten. Die Module können auf einer DIN-Hutschiene montiert werden und bilden somit einen aufgeräumten und kompakten Messplatz. Die gewählte Systemkonfiguration der Module wird vollkommen automatisch und vom Benutzer unbemerkt erkannt. Er muss nur noch die einzelnen Kanäle definieren und konfigurieren.

Entwicklung eigener Prüfprogramme möglich

Heidenhain Messprotokoll

Filigrane Werkstücke taktil und sehr genau vermessen:
Die Metro-Baureihe mit Messkräften ab annähernd 0 N.
Bild: Heidenhain

Die MSE 1000 bietet natürlich die Möglichkeit, EnDat-Messgeräte im vollen Funktionsumfang anzuschließen. Alle Vorteile, die etwa der Acanto-Messtaster bietet, können dadurch genutzt werden. Über die MSE 1000 können Bewertungszahlen, Warnungen, Alarme und das Typenschild angezeigt beziehungsweise abgefragt werden.

Zum Lieferumfang der MSE 1000 gehört neben einem Programm zur Konfiguration des Systems auch eine DLL-Bibliothek. Sie erlaubt es dem Bediener, eigene Prüfprogramme zu entwickeln. Bei Prüfprozessen, die abhängig vom Messergebnis weitere Aktionen erfordern, können so zum Beispiel komplexe Abläufe hinterlegt werden. Bei bis zu acht Messkanälen bietet sich auch die Auswerteelektronik ND 2100G Gage-Chek an. Sie zeigt die Werte der einzelnen Kanäle oder wertet sie auch direkt aus. Mit Formeln bzw. Verknüpfungen versehen, führt die ND 2100G Gage-Chek auch komplexe Berechnungen durch. Über die Hardware- und Software-Umfänge ist es möglich, Abläufe und Reaktionen zu hinterlegen und Schaltein- oder -ausgänge zu steuern. Somit kann eine SPS-Funktionalität in die Auswerteelektronik integriert werden.

Die Auswerteelektronik ND 287 für eine Achse ist aufgrund ihres Funktionsumfangs prädestiniert für Mess- und Prüfplätze. Der universell aufgebaute Messgeräte-Eingang erlaubt den Anschluss aller inkrementalen Messgeräte mit 11-µASS- und 1-VSS-Signalen und der absoluten Messgeräte mit EnDat-2.2-Schnittstelle. Zur Darstellung der Messwerte, der Statusanzeige und der Softkey-Leiste dient ein graphikfähiger TFT-Monitor. Die spritzwassergeschützte Druckpunkt-Tastatur ist werkstatttauglich.

Die Auswerteelektronik EIB 740 verfügt über Anschlüsse für vier Messgeräte. Sie eignet sich zur hochgenauen Positionsmessung speziell für Prüfplätze und Mehrstellenmessplätze sowie zur mobilen Datenerfassung, etwa bei der Maschinenvermessung. Damit ist sie ideal für Anwendungen, die eine hohe Auflösung der Messgerätesignale und eine schnelle Messwerterfassung erfordern. Außerdem ermöglicht die Ethernet-Übertragung die Verwendung von Switches beziehungsweise Hubs zur Verschaltung von mehreren EIB-Elektroniken. Auch die Verwendung von WLAN-Übertragungsstrecken ist somit möglich.

Die Auswerte-Elektronik IK 220 ist eine PC-Zählerkarte für zwei Achsen. Sie wird direkt in einen freien PCI-Steckplatz des Computers gesteckt und ist damit ideal für Anwendungen, bei denen die Messwerterfassung direkt im PC erfolgen soll. Die IK 220 besitzt einen integrierten Messwertspeicher. Insgesamt lassen sich bis zu 8192 Messwerte zwischenspeichern und in einem Block auslesen. Die Weiterverarbeitung der Messwerte im PC erfolgt durch vom Betreiber zu erstellende Programme.

Kontakt: Dr. Johannes Heidenhain GmbH,  www.heidenhain.de