09/2017

Messgerätezur Abnahme und Kontrolle von Werkzeugmaschinen

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Das Bearbeitungsergebnis einer Werkzeug-maschine wie z.B. die Toleranzhaltigkeit von Werkstücken, die Oberfl ächenqualität etc. wird im Wesentlichen durch die Genauig-keit der Maschinenbewegung bestimmt.

Für Präzisionsbearbeitungen ist es daher wichtig, die Bewegungsabweichungen zu erfassen und gegebenenfalls zu kom-pensieren. Darüber hinaus schreiben Nor-men und Richtlinien zur Abnahme und Kontrolle von Werkzeugmaschinen, wie DIN ISO 230-2, ISO 230-3, DIN ISO 230-4 und VDI/DGQ 3441, eine Reihe von Mess-methoden zur Ermittlung der statischen und dynamischen Bewegungsabweichung vor.

HEIDENHAIN-Messgeräte für die Abnah-me und Kontrolle von Werkzeugmaschinen ermöglichen, in Verbindung mit ihrer leis-tungsfähigen Auswerte-Software, aussage-kräftige Maschinenvermessungen bei mini-malem Montage- und Justieraufwand.

Mit Erscheinen dieses Prospekts verlieren alle vorherigen Ausgaben ihre Gültigkeit.Für die Bestellung bei HEIDENHAIN maßgebend ist immer die zum Vertrags-abschluss aktuelle Fassung des Prospekts.

Normen (EN, ISO, etc.) gelten nur, wenn sie ausdrücklich im Prospekt aufgeführt sind.

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Inhalt

Einführung

Anwendungsgebiete 4

Konfi guration 5

Messverfahren

Auswerte-Software ACCOM 6

Dynamische Messungen • Kreisform-Test• Freiform-Test• Step-Response-Test

6

Statische Messung • Positionsgenauigkeit• Führungsfehler

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Messung der thermischen Drift 9

Messgeräte zur Überprüfung von Linearachsen

KGM 181

KGM 182

KGM 281

KGM 282

Kreuzgittermessgeräte für• kurze Linearbewegungen• Kreisbewegungen• Freiform-Tests

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VM 182 Vergleichsmessgerät für• Linearachsen• Führungsabweichungen

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Messgeräte zur Überprüfung von Rundachsen

Allgemeine Hinweise Grundlagen und Anbauhinweise 14

Winkelmessgeräte Übersicht ROD 880, RON 886, RPN 886, RON 905 15

Zubehör

EIB 74x Externe Interface-Box 16

Adapterkabel 17

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Einführung

Anwendungsgebiete

Die Abnahme und Kontrolle von Werkzeug-maschinen erstreckt sich im Wesentlichen auf die statische Überprüfung der geomet-rischen Maschinenstruktur in unbelastetem Zustand sowie – bei gesteuerten Maschi-nen – auf die Überprüfung der Positionier-genauigkeit. Für das Bearbeitungsergebnis sind aber zunehmend dynamische Bahnab-weichungen der durch hohe Beschleuni-gungen belasteten Maschine maßgebend. Deshalb werden darüber hinaus Testwerk-stücke gefertigt und auf ihre Genauigkeit und Maßhaltigkeit geprüft, um so Rück-schlüsse auf die Maschinendynamik ziehen zu können.

HEIDENHAIN liefert Messgeräte zum di-rekten Erfassen von dynamischen und

statischen Abweichungen. Der Vorteil die-ser direkten Prüfmethode gegen über der alleinigen Kontrolle des Bearbeitungsergeb-nisses liegt vor allem in der Trennung der Technologie-Einfl üsse von den Maschinen-Einfl üssen sowie in der Möglichkeit, einzel-ne Einfl ussfaktoren zu separieren.

Dynamische Messungen – insbesondere bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten – lie-fern Angaben zum Bahnverhalten, aus de-nen sich Rückschlüsse auf den Zustand der Maschine einerseits, sowie auf die Einstell-parameter der Regelkreise bestehend aus CNC-Steuerung, Antrieben und Positions-messgeräten andererseits ziehen lassen. Mit diesen Informationen kann das Verhal-ten der Maschine (z.B. kv-Faktor, Umkehr-spitzen) optimiert werden.

Statische Messungen – etwa die Messung von Positionsabweichungen bei Linear- und Rundachsen mit einem Vergleichsmessge-rät – lassen Rückschlüsse auf die geometri-sche Genauigkeit sowie das thermische Verhalten der Maschine zu.

Kreisform-Tests mit sehr kleinen Radien und Freiform-Tests geben Auskunft über das dynami-sche Regelverhalten der Steuerung, Kreisform-Tests mit großen Radien über die Maschinen-geometrie.

Positionsgenauigkeit und Wiederholbarkeit, sowie die Führungsabweichungen linearer Maschinen-achsen werden mit einem Vergleichsmessgerät ermittelt.

Auch an Rundachsen, wie Rund- und Schwenk-tischen können Positionsgenauigkeit und Wieder-holbarkeit bestimmt werden. Als Vergleichsmess-gerät dient ein hochgenaues Winkelmessgerät.

Maschinenhersteller nutzen die Ergebnisse einer Maschinenvermessung, um gezielt konstruktive Verbesserungsmaßnahmen zur Erhöhung der Genauigkeit einzuleiten. Ferner verwenden sie die Ergebnisse, um Einstellparameter des Regelkreises, wel-che die Genauigkeit einer CNC-Maschine beeinfl ussen, zu optimieren.

Betreiber von Werkzeugmaschinen kön-nen die Messgeräte für die Abnahme und zur regelmäßigen Genauigkeitskontrolle ihrer Maschinen nutzen.

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Der typische Messaufbau an einer Werk-zeugmaschine besteht aus den Kompo-nenten• Messgerät zur Überprüfung von Achs-

bewegungen (KGM, VM oder Winkel-messgerät)

• Externe Interface-Box EIB 74x• PC mit Auswerte-Software ACCOM

Die Messgeräte zur Überprüfung von Linear-achsen – Kreuzgittermessgerät KGM 181, KGM 182, KGM 281 oder KGM 282 und Vergleichsmessgerät VM 182 – nehmen die tatsächlich gefahrene Bahn berührungslos und hochdynamisch auf. Beide Messgeräte ermöglichen eine hochgenaue echte 2D-Messung.

Zum Vermessen von Rundachsen dienen Winkelmessgeräte. Sie werden auf dem Rundtisch oder der Schwenkachse befestigt und über eine Messbrücke mit dem still-stehenden Maschinenelement verbunden.

Da der Messaufbau vollkommen autark ar-beitet, ist grundsätzlich keine Kommunika-tion zwischen PC und der CNC notwendig. Es können Maschinen mit beliebigen Steue rungen vermessen werden. Dazu sind auf der CNC und dem PC – über die Auswerte software ACCOM – lediglich die gleichen Verfahrbewegungen zu program-mieren.

ACCOM bietet sowohl die Möglichkeit NC-Programme zu importieren, als auch die in ACCOM erstellten NC-Testprogram-me zu exportieren. Dadurch lässt sich der Programmieraufwand reduzieren, da z.B. Freiformbahnen von existierenden NC-Pro-grammen schnell und einfach übernom-men werden können. In Verbindung mit HEIDENHAIN-Steuerungen kann der Da-tenaustausch von HEIDENHAIN-Klartext-Programmen komfortabel direkt zwischen PC und TNC erfolgen. DIN/ISO-Programme im vereinfachten G-Code lassen sich eben-so in ACCOM importieren.

ACCOM erkennt selbstständig den Beginn des Messvorgangs – beispielsweise wenn ein bestimmter Weg / Winkel aus einer Startposition zurückgelegt wurde.

Ebenso werden die Messpunkte automa-tisch aufgezeichnet, immer dann, wenn vorher defi nierte Bedingungen (Positions-fenster, Geschwindigkeitsfenster) erfüllt sind.

Die Messdaten werden in ACCOM aufbe-reitet und allgemein verständlich darge-stellt. Sie können aber auch in andere Pro-gramme (z.B. Matlab, Origin, Excel usw.) eingelesen werden, da sie als ASCII-Daten vorliegen.

Konfi guration

CNC

NC-Programm

Testprogramm

PC

ACCOM

Testprogramm

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Messverfahren

Auswerte-Software ACCOM

Kreisform-Test

Beim Kreisform-Test führt die CNC-Steue-rung mit den Maschinenachsen eine Kreis-interpolation in der Bearbeitungsebene aus.

Die Auswerte-Software ACCOM vergleicht die Messwerte des Kreuzgittermessgeräts mit der idealen (programmierten) Kreisbahn und zeigt die Abweichungen vergrößert auf dem Bildschirm des PC an. Darüber hinaus berechnet ACCOM numerische Werte nach DIN ISO 230-4, wie Kreisformabweichung, Kreisumkehrspanne und Radialabweichung.

Die mit den Kreisform-Tests ermittelten Daten ermöglichen Rückschlüsse auf die Ursachen der Abweichungen:• Rechtwinkligkeitsabweichungen der

Maschinenachsen• Umkehrspitzen bei Quadrantenüber-

gängen• Umkehrspannen, Umkehrspiele• inkorrekte Kompensationswerte in der

Steuerung• Fehler infolge unterschiedlicher Wärme-

ausdehnung der Maschinenkomponenten• Kippen der Maschinenachsen• Achsabgleich• Geschwindigkeitseinfl üsse• Beschleunigungseinfl üsse

Ergebnisse von Kreisform-Tests mit großen Radien geben Auskunft über die Maschi-nengeometrie. Der Kreisform-Test bei klei-nen Radien dagegen gibt Aufschluss über die Regelgenauigkeit der Steuerung bei hohen Achsbeschleunigungen. Der Einfl uss der Maschinengeometrie auf das Messer-gebnis ist bei kleinen Radien vernachlässig-bar klein, Steuerung und Antriebe beein-fl ussen das Messergebnis hingegen sehr stark.

Kreisform-Tests werden mit den Kreuzgitter-messgeräten KGM 181, KGM 182, KGM 281 oder KGM 282 durchgeführt.

Die lineare Darstellung zeigt vergrößert die Umkehrspitzen bei 90°

Normgerechte Darstellung eines Kreisform-Tests mit KGM: Erkennbar sind die Umkehrspitzen bei den Quadrantenübergängen und der Unterschied zwischen Verfahren im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn

Die Messverfahren zur Abnahme und Kont-rolle von Werkzeugmaschinen sind in natio-nalen und internationalen Normen und Richtlinien geregelt. Mit ACCOM stellt HEIDENHAIN eine komfortable PC-Aus-

werte-Software zur Verfügung, welche die Messwertaufnahme und Auswertung nach

Dynamische Messungen

den Normen DIN ISO 230-2, ISO 230-3, DIN ISO 230-4 und ISO 10791-6 (K2 und K3) sowie gemäß der VDI/DGQ Richtlinie 3441 unterstützt. Die Auswerte-Software ACCOM läuft auf allen PC mit Windows Vista (32 bit), 7, 8 und 10 (32/64 bit).

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Freiform-Test

Beim Freiform-Test verfährt die CNC die Maschinenachsen entsprechend der pro-grammierten Kontur beliebiger Form in ei-ner Ebene. Mit dem KGM wird die tatsäch-lich gefahrene Bewegung gemessen. ACCOM zeigt die Abweichungen in unter-schiedlichen Darstellungen. An Ecken und Übergängen in der Kontur kann das dyna-mische Verhalten der Maschine beurteilt werden. Freiformbahnen nach ISO 10 791 – K2- Vorschübe und K3-Interpolation zweier Achsen – können vermessen werden.

Freiform-Tests werden mit den Kreuzgitter-messgeräten KGM 181, KGM 182, KGM 281 oder KGM 282 durchgeführt.

Die gezeigte Freiform beinhaltet einige in-teressante Bahnübergänge:• stetiger Übergang Gerade-Kreis• stetiger Übergang Kreis-Gerade• nichtstetiger Übergang Gerade-Kreis• nichtstetiger Übergang Kreis-Gerade• nichtstetiger Übergang Gerade-Gerade

Mit anderen typischen Freiform-Tests auf dem KGM können beispielsweise folgende Fehler und Regelungs- oder Mechanik-effekte ausfi ndig gemacht werden:• Rechtwinkligkeit zweier Achsen (großes

Kreuz)• Eigenschwingungen (schräge Geraden

ca. 45°, Ecken)• Bahninterpolation zweier Achsen

(schräge Geraden mit kleinen Winkeln)

Normgerechte Darstellung eines Freiform-Tests mit KGM mit Ausschnitt-vergrößerung: Erkennbar ist das fehlerhafte Überschwingverhalten und der daraus resultierende Abrundungsfehler in der Normaldarstellung. (Sollbahn schwarz; Istbahn rot)

Ergebnis eines Step-Response-Tests in „Xt“-Darstellung

Darstellung des Freiform-Tests mit überhöhten Abweichungen

Step-Response-Test

Der Step-Response-Test dient zur Ermitt-lung der kleinsten Schrittweite (Sprung-Antwortfunktion) und gibt Auskunft über die Einfl üsse der Haftreibung und wie ge-nau Positionen eingehalten werden kön-nen. Diesen Test führt man auch bei Ma-schinen für hochpräzise Bearbeitungen durch, wo Schrittweiten von 0,1 µm bis hin-ab zu 0,01 µm gefordert sind. ACCOM ermög licht eine Weg/Zeit Darstellung (Xt, Yt) und eine Geschwindigkeits-/Zeitdar-stellung (vt).

Der Step-Response-Test lässt sich sowohl mit den Kreuzgittermessgeräten KGM 181, KGM 182, KGM 281 oder KGM 282 als auch mit dem Vergleichsmessgerät VM 182 durchführen.

8

Die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Positionierung einer Werkzeugmaschine wird durch Einfahren in bestimmte Positionen ermittelt.

Ermitteln der statischen Positionier-

genauigkeit von Linearachsen

Mit dem VM oder KGM kann die Positio-niergenauigkeit einer Werkzeugmaschine beim Einfahren in vorgegebene Positionen bestimmt werden. Neben der Positionier-genauigkeit kann gleichzeitig der Führungs-fehler senkrecht zur Verfahrrichtung des Werkzeugmaschinen-Schlittens erfasst werden.

ACOOM visualisiert die Abweichungen in übersichtlicher Form entsprechend gelten-der Normen.

Kleine Verfahrwege bis 230 mm lassen sich mit den Kreuzgittermessgeräten KGM 181,

KGM 182, KGM 281 oder KGM 282 ver-messen, größere Verfahrwege bis 1520 mm mit dem Vergleichsmessgerät VM 182.

Ermitteln der statischen Positionier-

genauigkeit von Rundachsen

Mit einem Winkelmessgerät als Referenz können beliebige Winkelpositionen ange-fahren und so ein detaillierter Genauigkeits-verlauf aufgezeichnet werden.

Zum Ermitteln der Positioniergenauigkeit von Rundachsen werden die hochgenauen HEIDENHAIN-Winkelmessgeräte ROD, RON oder RPN verwendet.

ACCOM wertet die Messung aus und stellt die Ergebnisse übersichtlich dar.

Als Beispiel sind in den Abbildungen zwei hochaufgelöste Vermessungen eines Rund-tisches mit Schneckengetriebe zu sehen. Im oberen Bild erfolgt die Positionsrück-meldung über den Drehgeber im Motor („Semi-Closed Loop“). Es zeigt die Abwei-chungen, verursacht durch die Schnecken-welle (kurzwellige Schwingungen) und das Schneckenrad (langwelligen Schwingung) des Rundtisches. Die Messung des glei-chen Rundtisches – jedoch mit eingebau-tem Winkelmessgerät zur Positionserfas-sung („Closed Loop“) – lässt einen deutlich reduzierten Fehlerverlauf erkennen.

Ermittlung der statischen Positioniergenauigkeit nach DIN ISO 230-2 und der Führungsabweichung in Querrichtung mit dem VM 182

Ermittlung der statischen Positioniergenauigkeit eines Rundtisches mit Schneckengetriebe mit dem RON 905 bei Regelung über Drehgeber im Motor („Semi-Closed Loop“) ...

Messverfahren

Statische Messungen

... und bei Regelung über Winkelmessgerät („Closed Loop“)

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Ermittlung des thermischen Verhaltens einer Linearachse nach ISO 230-3-Messung mit dem VM 182 bei Regelung über Drehgeber im Motor („Semi-Closed Loop“) ...

Ermittlung des thermischen Verhaltens

von Vorschubachsen

Der Einfl uss der Reibungswärme im Kugel-gewindetrieb bei Linearachsen oder Schne-ckengetriebe bei Rundachsen auf das Posi-tionierverhalten der Vorschubachse wird deutlich, wenn Positioniertests nach der Norm ISO 230-3 durchgeführt werden.Diese Norm beinhaltet Empfehlungen, wie thermische Verlagerungen von Dreh- und Fräsmaschinen infolge von externen und internen Wärmequellen einheitlich ge-messen werden können.

Zum Testen der Vorschubachsen wird vor-geschlagen, eine wiederholte Positionie-rung auf zwei Punkte, die möglichst nahe an den Enden des Verfahrbereichs liegen, mit einem vorher vereinbarten Prozentsatz der Eilganggeschwindigkeit durchzuführen. Die Veränderung der Positionen gegenüber den Ausgangswerten wird protokolliert. Der Test ist bis zum sicheren Erkennen ei-nes Sättigungseffekts durchzuführen.

Als Beispiel sind in den Abbildungen zwei Messungen an einer Linearachse zu se-hen. Das obere Bild mit einem Drehgeber im Motor zur Positionserfassung zeigt mit zunehmender Versuchsdauer steigende Posi tionsabweichungen aufgrund der Er-wärmung des Kugelgewindetriebes. Die gleiche Vermessung der Linearachse, je-doch mit einem Längenmessgerät zur Posi-tionserfassung, ist darunter zu sehen. Die Positionsabweichungen sind hier unabhän-gig von der Erwärmung des Kugelgewinde-triebs, da das Längenmessgerät immer die tatsächliche Position des Achsschlittens er-fasst.

Das thermische Verhalten von Linearachsen wird mit den Messgeräten KGM 181,

KGM 182, KGM 281 bzw. KGM 282 oder – bei größeren Verfahrwegen – mit dem VM 182 ermittelt. Für Rundachsen werden die Winkelmessgeräte ROD, RON oder RPN verwendet.

... bzw. bei Regelung über Längenmessgerät („Closed Loop“)

Messung der thermischen Drift

Weitere Informationen:

Weitere Informationen zu diesem Thema fi nden Sie in den Technischen Informationen • Genauigkeit von Vorschubachsen• Längenmessgeräte verbessern die

Bearbeitungsgenauigkeit

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Messgeräte zur Überprüfung von Linearachsen

KGM 181, KGM 182, KGM 281, KGM 282 – Kreuzgittermessgeräte

Die Kreuzgittermessgeräte KGM bestehen aus einer Messplatte mit einer Kreuzgitter-Teilung, die in einer Montageplatte einge-bettet ist. Der Abtastkopf wird bei der Messung berührungslos über dem Kreuz-gitter der Messplatte geführt. Die KGM erfassen beliebige Bewegungen in einer Ebene und geben die Messwerte für beide Achsen separat aus.

Einsatzgebiet

Die KGM eignen sich zur dynamischen Prü-fung des Bahnverhaltens von gesteuerten Werkzeugmaschinen. Sie ermöglichen z.B. Kreisform-Tests mit Radien von 115 mm bis hinab zu 0.1 mm bei Bahnvorschüben bis zu 80 m/min. Insbesondere bei sehr kleinen Radien haben die Geometriefehler der Maschine keinen Einfl uss mehr auf das Messergebnis.

Die berührungslose Abtastung erlaubt außerdem Freiform-Tests über beliebige Konturen in zwei Achsen.

Messaufbau

Für die Messung wird die Montageplatte auf der Werkstückseite (z.B. Maschinen-tisch) aufgespannt und achsparallel ausge-richtet. Der Abtastkopf wird verdrehsicher auf der Werkzeugseite der Maschine (z.B. Spindel bei Bearbeitungszentrum) einge-setzt und grob achsparallel ausgerichtet.

Zum einfachen Einstellen des Abtastspaltes von 0,5 ±0,05 mm ist eine Justageplatte im Lieferumfang enthalten. Anschließend erfolgt die Feinjustage mit Hilfe der Einstell-schrauben am Abtastkopf. Damit werden die über die Auswerte-Software ACCOM angezeigten Messsignale optimiert.

Lieferumfang:

• KGM 181, KGM 182, KGM 281 oder KGM 282

• Adapter zur 90°-Montage des Abtast-kopfes (für Aufnahme- 20 mm)

• Anbausatz für XZ-/YZ-Ebene (nur bei KGM 181 und KGM 281)

Zubehör:

• EIB 74x Externe Interface-Box• ACCOM Auswerte-Software• 2 Adapterkabel; KGM – EIB 74x• Anbausatz für XZ-/YZ-Ebene für

KGM 182 und KGM 282

KGM 181 KGM 182 KGM 281 KGM 282

Maßverkörperung

Längenausdehnungskoeffi zientZwei-Koordinaten TITANID-Phasengitter-Teilungtherm 8 x 10–6 K–1

Genauigkeitsklasse ±2 µm ±1 µm

Messbereich 140 mm 230 mm 140 mm 230 mm

Inkrementalsignale 1 VSS

Signalperiode 4 µm in Messrichtung I und II

Messschritt 0,001 µm (mit EIB 74x)

Spannungsversorgung 5 V ±0,25 V/< 100 mA (je Achse)

Aufnahme Abtastkopf 20h7

Verfahrgeschwindigkeit 80 m/min 72 m/min

Masse MessplatteAbtastkopf

ca. 4,0 kgca. 0,6 kg

ca. 3,1 kgca. 0,6 kg

ca. 2,3 kgca. 0,6 kg

ca. 4,9 kgca. 0,6 kg

Kreuzgitter

Montage-platte

Abtastkopf

Messrichtung

KGM 181

L

B

D1

D2

328 228

160 260

228

160

328

262

KGM 282KGM 281KGM 182

204

180

304

280

204

180

304

280

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I, II = MessrichtungenF = Maschinenführung* = max. Änderung bei Betrieb1 = Schlauchtülle für Vakuumanschluss (für Befestigung auf ebenen Flächen/Steinplatten)2 = bei Montage justiert

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Maßstab Abtastkopfmit Hilfswagen

Kreuzgitter

Referenzmarke

Das Vergleichsmessgerät VM 182 besteht aus einem Maßstab mit einer sehr genau-en Zwei-Koordinaten Phasengitter-Teilung und einem berührungslos über der Teilung geführten Abtastkopf. Der Maßstab ist ein-gebettet in ein massives, U-förmiges Stahl-profi l und kann daher direkt auf dem Ma-schinentisch montiert werden. Neben der Messposition in Längsrichtung erfasst das VM 182 auch geringe Abweichungen (± 1 mm) quer zur Messrichtung.

Einsatzgebiet

Das VM 182 dient zum Prüfen und Kalibrie-ren von Werkzeugmaschinen und Mess-einrichtungen mit Verfahrwegen bis zu 1 520 mm. Hersteller oder Betreiber von Werkzeugmaschinen können mit dem VM 182 lineare und nichtlineare Fehlerver-läufe sowie Umkehrfehler von Maschinen-achsen nach DIN ISO 230-2 bestimmen. Neben dem Positionierfehler wird gleichzei-tig die Führungsabweichung orthogonal zur Verfahrrichtung der Maschinenachse er-fasst.

Messaufbau

Im Montagezustand ist der Abtastkopf über einen Hilfswagen mit dem Maßstab verbunden. Zur Messung spannt man den Maßstab achsparallel auf den Maschinen-tisch und koppelt den Abtastkopf magne-tisch an die Maschinenspindel. Anschlie-ßend wird der Hilfswagen vom Abtastkopf entfernt. Die großen Anbautoleranzen er-leichtern die Montage des VM 182.

Lieferumfang:

• VM 182

Zubehör:

• Winkel zum Befestigen des Abtastkopfes an der Maschinenspindel

• EIB 74x Externe Interface-Box• ACCOM Auswerte-Software• 2 Adapterkabel; VM – EIB 74x

Messgeräte zur Überprüfung von Linearachsen

VM 182 – Vergleichsmessgerät

VM 182

Maßverkörperung

Längenausdehnungskoeffi zientZwei-Koordinaten DIADUR-Phasengitter-Teilungtherm 10 x 10–6 K–1

Genauigkeitsklasse ±1 µm in Längsrichtung±1,5 µm in Querrichtung

Messlänge ML

Längsrichtung in mm 420 520 720 1020 1220 1520

Messbereich Querrichtung ±1 mm

Referenzmarke 1 Referenzmarke am Beginn der Messlänge

Inkrementalsignale 1 VSS

Signalperiode 4 µm in Längs- und Querrichtung

Messschritt 0,001 µm (mit EIB 74x)

Spannungsversorgung 5 V ±5 %/< 100 mA (je Achse)

Ankopplung magnetisch an Planfl äche; Winkel als Zubehör lieferbar

Verfahrgeschwindigkeit 80 m/min

Masse MaßstabAbtastkopf

ca. 340 g + 6,7 g/mm MLca. 1,86 kg

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F = MaschinenführungR = ReferenzmarkenlageS = Beginn der Messlänge ML

a

b

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Vermessen von Rundachsen

Allgemeine Hinweise

Einsatzgebiete

Die Positionsabweichungen von Rundach-sen (Rund- oder Schwenktische, Schwenk-köpfe) sind im Fehlerbudget der Gesamt-maschine oft entscheidend.

Rund- und Schwenkachsen werden derzeit in den meisten Fällen noch nicht als simultan mitbewegte Achsen verwendet. Für solche Indexachsen ist die Positioniergenauigkeit z.B. nach ISO 230-2 entscheidend. Für die zunehmende Zahl von simultan mitbeweg-ten Achsen ist darüber hinaus das dynami-sche und thermische Verhalten nach ISO 230-3 wichtig.

Messaufbau

Aufgrund der unterschiedlichen Befesti-gungsmöglichkeiten in der Maschine (Rund- und Schwenkachse, verschiedene Durch-messer der Rundtische usw.) muss der Anbau des Referenz-Winkelmessgeräts kundenseitig erfolgen.

Dabei ist besonders auf eine steife An-kopplung von Stator und Rotor des Refe-renzmessgeräts zu achten. Da für die Bewegung des Referenzmessgeräts ein Drehmoment aufzubringen ist, beeinfl usst ein zu weicher Messaufbau die Mess-genauigkeit.

Ein Verbindungselement mit Länge L und Durchmesser D zwischen der Welle des Referenzmessgeräts und dem stationären Teil des Messaufbaus verwindet sich ent-sprechend der Grafi k. Ob es sich dabei um eine Voll- oder Hohlwelle handelt, spielt nur eine untergeordnete Rolle.

Mit den Winkelmessgeräten von HEIDENHAIN sind hochgenaue Referenz- Messgeräte zum Vermessen der Rund-achsen verfügbar. Sie erlauben Messungen an beliebigen Positionen. Da keine Einschrän-kungen auf z.B. 12 Positionen pro 360° nötig sind, können auch kurzwellige Posi-tionsabweichungen erfasst werden.

Außerdem ermöglichen die Winkelmess-geräte hochdynamische Bewegungen des Rundtisches zwischen den einzelnen Messpunkten (entsprechend ISO 230-3).

Torsionsfehler der 100 mm langen Ankopplung eines ROD 880 über einea) Vollwelle mit unterschiedlichen Durchmessern D1b) Hohlwelle mit festem Außendruchmesser D1 = 25 mm und

unterschiedlichen Innendurchmesser D2

Durchmesser [mm]

Tors

ion

sfe

hle

r [”

]

Radius [mm]

Po

sit

ion

sab

weic

hu

ng

[µ

m]

Einfl uss des Abstands R der Bearbeitungsposition vom Rundtischmittelpunkt auf die Positioniergenauigkeit ∆x bei unterschiedlichen Winkelfehlern ∆ des Rundtisches

Referenz-Winkelmessgerät

ROD 880 RON 886/RPN 886 RON 905

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Winkelmessgeräte zum Vermessen von Rundachsen

Die hier aufgeführten Winkelmessgeräte eignen sich insbesondere aufgrund ihrer Genauigkeit und ihrer mechanischen Aus-führung zum Vermessen von Rundachsen. Sie sind eigengelagert, verfügen jedoch über unterschiedliche Wellenankopplungen:

Die Welle des ROD 880 wird über eine separate Wellenkupplung mit der zu mes-senden Welle verbunden. Geeignete Wel-lenkupplungen wie z.B. Membrankupplung K01 oder Flachkupplungen K16 und K17 fi n-den Sie im Prospekt Winkelmessgeräte mit Eigenlagerung.

RON 886 und RPN 886 verfügen über eine integrierte Statorkupplung. Die zu messende Welle wird direkt mit der durchgehenden Hohlwelle verbunden.

Der RON 905 besitzt ebenfalls eine integ-rierte Statorkupplung. Die zu messende Welle wird direkt mit der einseitig offenen Hohlwelle verbunden.

ROD 880 RON 886 RPN 886 RON 905

Systemgenauigkeit ±1“ ±0,4“

Inkrementalsignale 1 VSS 11 µASS

Strichzahl 36 000 90 000 ( 180000 Signal-perioden)

36 000

Messschritt mit EIB 74x 0,000005° 0,0000005° 0,000005°

Welle Vollwelle D = 14 mm durchgehende Hohlwelle D = 60 mm einseitig offene Hohlwelle

Anlaufdrehmoment 0,012 Nm bei 20 °C 0,5 Nm bei 20 °C 0,005 Nm bei 20 °C

Belastbarkeit axialder Welle radial

30 Nm;30 Nm am Wellenende

– –

Masse ca. 2,0 kg ca. 2,5 kg ca. 4,0 kg

Weitere Informationen:

Prospekt Winkelmessgeräte mit Eigenlagerung

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Zubehör

Baureihe EIB 700 – Externe Interface-Box

Die Baureihe EIB 700 sind externe Inter-face-Boxen zur präzisen Positionsmessung speziell für Prüfplätze und Mehrstellen-Messplätze sowie zur mobilen Datenerfas-sung, z.B. bei der Maschinenvermessung.

Die Baureihe EIB 700 ist ideal für Anwen-dungen, die eine hohe Aufl ösung der Mess-gerätesignale und eine schnelle Messwert-erfassung erfordern. Außerdem ermöglicht die Ethernet-Übertragung die Verwendung von Switches bzw. Hubs zur Verschaltung von mehreren EIB. Auch die Verwendung z.B. von WLAN-Übertragungsstrecken ist möglich.

An die EIB-700-Baureihe können bis zu vier HEIDENHAIN-Messgeräte wahlweise mit sinusförmigen Inkrementalsignalen (1 VSS; 11 µASS auf Anfrage) oder mit EnDat-Schnittstellen (EnDat 2.1 und EnDat 2.2) angeschlossen werden.

Zur Messwertbildung unterteilt die Bau-reihe EIB 700 die Signalperioden der Inkre-mentalsignale bis zu 4 096fach. Der auto-matische Abgleich der sinusförmigen Inkrementalsignale reduziert die Abwei-chungen innerhalb einer Signalperiode.

Durch den integrierten Messwertspeicher ermöglicht die Baureihe EIB 700 ein Ab-speichern von typisch 250 000 Messwerten pro Achse. Das Abspeichern der Messwerte erfolgt achsabhängig wahlweise über interne oder externe Trigger.

Zur Datenausgabe steht eine Standard-Ethernet-Schnittstelle (Verwendung von TCP/IP- bzw. UDP-Kommunikation) zur Ver-fügung. Damit ist eine direkte Anbindung an PC, Laptop oder Industrie-PC möglich. Die Art der Messwertübertragung kann über den Betriebsmodus eingestellt wer-den (einzelne Werte, im Block oder auf Software-Anforderung).

Lieferumfang:

• EIB 74x• Treiber-Software• Beispielprogramme• EIB-Applikations-Software

EIB 741

EIB 742

Messgeräte-Eingange Sub-D-Anschlüsse, 15-polig, Buchse (X11 bis X14) für vier Messgeräte

Eingangssignale (umschaltbar)

1 VSS ( 11 µASS auf Anfrage)

EnDat 2.1 EnDat 2.2

Eingangsfrequenz 500 kHz – –

Unterteilungsfaktor 4096fach – –

Kabellänge 150 m 150 m 100 m

Datenregister für Messwerte

48 Bit, davon 44 Bit genutzt

Abrufzähler(Interval counter)

abgeleitet von Achse 1 (nur 1 VSS),Interpolationsfaktor von 1fach bis 100fach einstellbarals Triggerquelle oder zusätzliche Zählachse verwendbar

Messwert-Speicher typ. 250.000 Positionswerte je Kanal

Software • Treiber-Software für Windows, Linux, LabVIEW• Beispielprogramme• EIB-Applikations-Software

Datenschnittstelle Ethernet nach IEEE 802.3 (max. 1 GBit)

Abmessungen ca. 213 mm x 152 mm x 42 mm

Spannungsversorgung EIB 741: AC 100 V bis 240 VEIB 742: DC 24 V

Anmerkung:

Eine Erweiterung des Funktionsumfanges kann durch Update der Firmware erfolgen.

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Adapterkabel

Die zum Anschluss der Messgeräte an die Folge-Elektronik EIB 74x notwendigen Kabel sind als Zubehör lieferbar. Die maximale Kabellänge von 10 m sollte nicht überschrit-ten werden.

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Anwendungsbeispiele

Freiform-Test mit KGM 182

Ermitteln der Positioniergenauigkeit mit VM 182

2-D-Messung mit KGM 181 in der XZ-Ebene

PH MACHINEBANKS' CORPORATIONQuezon City, Philippines 1113E-mail: info@machinebanks.com

PL APS02-384 Warszawa, Polandwww.heidenhain.pl

PT FARRESA ELECTRÓNICA, LDA.4470 - 177 Maia, Portugalwww.farresa.pt

RO HEIDENHAIN Reprezentanta RomaniaBrasov, 500407, Romaniawww.heidenhain.ro

RS Serbia BG

RU OOO HEIDENHAIN115172 Moscow, Russiawww.heidenhain.ru

SE HEIDENHAIN Scandinavia AB12739 Skärholmen, Swedenwww.heidenhain.se

SG HEIDENHAIN PACIFIC PTE LTDSingapore 408593www.heidenhain.com.sg

SK KOPRETINA TN s.r.o.91101 Trencin, Slovakiawww.kopretina.sk

SL NAVO d.o.o.2000 Maribor, Sloveniawww.heidenhain.si

TH HEIDENHAIN (THAILAND) LTDBangkok 10250, Thailandwww.heidenhain.co.th

TR T&M Mühendislik San. ve Tic. LTD. STI·.

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