Perché scegliere RENGAGE?

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1 Renishaw S.p.A. Via dei Prati 5, 44 Pianezza, Torino T F E italy@renishaw.com Perché scegliere RENGAGE? Renishaw ha inventato la prima sonda a contatto per macchine utensili negli anni 7. Il successo di questo prodotto innovativo, basato su un principio a resistenza cinematica, ha garantito all azienda una posizione di leadership mondiale nella progettazione, produzione e supporto di prodotti di misura dimensionale. La base di questo progetto continua a giocare un ruolo fondamentale nelle operazioni di impostazione pezzo, misura e controllo dei processi. Dopo molti anni di investimenti continui nel settore della Ricerca e Sviluppo, Renishaw è in grado di proporre ai propri clienti prodotti eccezionali con prestazioni e caratteristiche tecniche che non temono rivali. Nel presente documento la tecnologia RENGAGE viene confrontata con quella di una sonda tradizionale. Vengono inoltre descritte le sue prestazioni superiori, sulla base di test effettuati sul campo e di testimonianze di costruttori di macchine utensili. La tecnologia Rengage è in grado di fornire prestazioni di misura tridimensionali (3D) e ripetibilità al sub-micron. Se si cerca l eccellenza per quanto riguarda Prestazioni Affidabilità Durata Perché accontentarsi di qualcosa di meno?

2 Ispezioni convenzionali......principi base Sonde cinematiche resistive Tre perni equidistanti sono posizionati su sei sfere in carburo di tungsteno per fornire sei punti di contatto in una posizione cinematica. I contatti costituiscono un circuito elettrico. Il meccanismo ha una molla pre-caricata che (1) consente la deflessione quando lo stilo della sonda viene a contatto con il pezzo e (2) permette alla sonda di tornare alla stessa posizione, con una tolleranza di 1 µm 2σ, se lo spazio è libero (non si verificano contatti). Sotto il carico della molla, vengono create aree di contatto fra la sfera e il perno attraverso le quali passa la corrente elettrica. Al momento del contatto con il pezzo, la forza esercitata sullo stilo allontana le sfere e i perni, riducendo le dimensioni delle aree di contatto e aumentando la loro resistenza elettrica. Quando si raggiunge la soglia definita, la sonda genera il segnale. Vista in sezione Molla Vista dall alto Primo piano dei componenti cinematici Posizioni cinematiche di perni e sfere La resistenza aumenta quando le dimensioni dell area si riducono Sezione dei componenti cinematici La corrente passa attraverso i componenti cinematici L area di contatto si riduce man mano che la forza dello stilo controbilancia quella della molla Di seguito vengono mostrate le varie fasi del sistema basato sul principio della resistenza cinematica. La ripetibilità del segnale elettrico e il riposizionamento meccanico del meccanismo sono elementi fondamentali per una metrologia affidabile. Tutti i componenti cinematici a contatto Forza reattiva Il meccanismo ruota intorno ai contatti I contatti si separano I componenti cinematici tornano in una posizione ripetibile Direzione della macchina Direzione della macchina Forza di contatto

3 Ispezioni convenzionali......principi base Altri tipi di sonde Le sonde con alloggiamento sferico o con rotazione sono alternative frequentemente utilizzate. La teoria suggerisce che questa metodologia fornisce una forza di attivazione uniforme sul piano XY. Tuttavia, le cose nella realtà possono essere molto diverse, perché tutto dipende dalla precisione della relazione fra la sfera lavorata e la superficie della sede conica. Per tale ragione le forze di scatto sono altamente variabili. Meccanismo della sonda Fase 1 Fase 2 Superficie di riferimento ad anello Anello di riferimento La superficie di riferimento ad anello tocca l anello di riferimento Lo stilo deflette lo stantuffo del meccanismo di attivazione Sede conica Superficie sferica di riferimento La superficie sferica ruota all interno della sede conica Ulteriore rotazione intorno al punto di contatto fra superfici di riferimento I maggiori svantaggi di questo design sono: 1. Il movimento libero del meccanismo può produrre una deflessione significativa dello stilo prima dell attivazione della sonda. 2. Lo stilo non ha una posizione unica, perché la relazione fra sfera e sede conica non limita tutti i gradi di libertà. Caratteristiche prestazionali - lobing Il lobing è una caratteristica di tutte le sonde. È causato dalla flessione dello stilo e dal movimento del meccanismo della sonda prima che questa registri il contatto con una superficie. Pertanto dipende da: Lunghezza e rigidezza dello stilo Forza richiesta per la generazione del segnale della sonda Direzione del contatto con la superficie Design del meccanismo della sonda Tutte le sonde presentano un certo livello di lobing, il cui tracciato può assomigliare alla forma irregolare mostrata qui a fianco. Nel caso delle misure a due assi, gli errori potenziali possono essere calibrati con relativa facilità. Tuttavia, nella misura a tre assi, gli errori di lobing sono maggiori o più complessi da compensare, soprattutto con alcune sonde convenzionali. Tali errori sono significativi e possono avere un impatto negativo sull accuratezza e sulla ripetibilità delle misure 3D. Tracciato di lobing (solo X-Y) per sonde con sede sferica di tipo convenzionale

4 Innovazione RENGAGE...e l eliminazione degli errori Le sonde RENGAGE sono brevettate da Renishaw, e vengono costantemente migliorate e aggiornate. Incorporano una tecnologia estensimetrica di provata affidabilità, con elettronica ultracompatta e un design meccanico di precisione per prestazioni e capacità che non temono rivali. Sono adatte per un ampia gamma di applicazioni su macchine utensili e superano le limitazioni legate alle prestazioni 3D che affliggono molte altre sonde. I più recenti prodotti Renishaw che includono questo tipo di tecnologia sono MP2, OMP e RMP. I componenti estensimetrici sono posizionati su micro supporti progettati con estrema attenzione per renderli parte della struttura della sonda, lasciandoli contemporaneamente separati dal meccanismo cinematico. Sono disposti in modo da rilevare le tensioni su tutti gli assi e i loro output vengono combinati elettronicamente tramite alcuni algoritmi brevettati. Meccanismo Struttura Tecnologia estensimetrica indipendente dal meccanismo Quando si raggiunge il livello di soglia in una direzione qualsiasi, viene generato un segnale di trigger con forze decisamente inferiori rispetto a quelle necessarie per le sonde convenzionali. Ciò comporta notevoli vantaggi in relazione a un ampia gamma di problemi applicativi. Le sonde Rengage sfruttano il meccanismo cinematico Renishaw per riportare lo stilo in posizione. Il sistema vanta anni di continui perfezionamenti e garantisce un ritorno ripetibile, elemento fondamentale per una metrologia accurata. Dato che la rilevazione è completamente indipendente dal meccanismo della sonda, i dispositivi Rengage sono caratterizzati da bassa forza, elevata ripetibilità ed una caratteristica di comportamento costante, tutti fattori che non sono ottenibili con sonde dal design convenzionale. L utilizzo di questa tecnologia consente di eliminare fino al 9% gli errori di lobing. Nelle applicazioni a due assi, tale riduzione rende superflue le operazioni di calibrazione, mentre nelle applicazioni a tre assi o con geometrie complesse garantisce prestazioni assolutamente impareggiabili. Meccanismo Struttura La miniaturizzazione dei componenti e la tecnologia a stato solido vengono combinate per dare vita a una serie di sonde Rengage compatte e ultracompatte, in grado di fornire soluzioni innovative per soddisfare le esigenze odierne di accuratezza e di installazione in macchine di piccole dimensioni.

5 RENGAGE fissa nuovi standard......e non ha rivali in quanto a prestazioni! Per il test comparativo delle prestazioni 2D e 3D la sonda OMP RENGAGE di Renishaw è stata messa a confronto con sonde convenzionali di altre marche. Inoltre è stata testata una sonda Renishaw OMP a cinematica resistiva. Polo I test sono stati eseguiti con stili da mm, a una velocità di avanzamento di mm/min, utilizzando un centro di lavoro molto noto e diffuso negli ambienti di produzione. Equatore L ispezione della circonferenza di una sfera di calibrazione da 25 mm, con incrementi di 5 sul piano X-Y e incrementi di 22,5 sul piano Z fornisce una serie di dati che, una volta riportati su un tracciato, illustrano chiaramente l errore di lobing. L impostazione è stata eseguita con estrema cura, per assicurare risultati affidabili. Un programma di calibrazione eseguito prima di ciascun test ha consentito di definire con precisione il centro della sfera e di compensare i potenziali errori della macchina. Inizialmente, la sonda (con correttore della lunghezza attivo) è stata posizionata sulla sfera ed è stato inserito un raggio nominale per lo stilo. Successivamente, è stato ispezionato il polo e si è impostata la posizione Z. Sono stati misurati i valori intorno all equatore e al polo, per definire l errore di posizione e le reali posizioni di X, Y e Z. Per ciascuna posizione sono stati rilevati cinque valori misurati, sui i quali è stata calcolata una media dopo un controllo per eventuali variazioni eccessive dei valori. Polo Equatore

6 RENGAGE fissa nuovi standard... I tracciati di seguito mostrano i dati dell errore di lobing delle sonde convenzionali che hanno fornito i risultati migliori (marche A, B e C) e della sonda OMP di Renishaw. I risultati di A, B e C mostrano errori fino a μm circa. Se posti a confronto con i dati ottenuti con OMP RENGAGE di Renishaw, tali risultati sono impressionanti. Marca A Renishaw OMP Equatorer - - Equatore Marca B Marca C Equatore - - Equatore

7 RENGAGE è una categoria a parte! Il tracciato della sonda OMP con tecnologia RENGAGE adotta la stessa scala dei tracciati delle altre sonde testate ovvero un intervallo compreso fra - e + µm. Se confrontato con quelli delle altre sonde, il tracciato di Rengage fornisce risultati decisamente diversi e migliori, soprattutto da due punti di vista: (1). i tracciati di ciascun piano sono racchiusi in un area molto ridotta, al centro del grafico e (2). I tracciati sono quasi sovrapposti. In altre parole, i tracciati indicano che l errore di lobing è stato praticamente eliminato e tale risultato è ravvisabile su tutti i piani sottoposti a test. È interessante notare che i risultati della sonda Renishaw OMP, pur essendo inferiori rispetto a quelli della OMP con tecnologia Rengage, rimangono comunque nettamente migliori di quelli delle altre marche. Il livello di accuratezza è doppio rispetto alla media dei risultati ottenuti con le sonde convenzionali! Nota: poiché gli errori delle sonde di marca D erano superiori a µm, tale marca non è stata inclusa nei risultati del tracciato. Errore radiale totale del sistema con sonda Renishaw OMP Rengage = < 4 µm a prescindere dal piano Equatore OMP RENGAGE di Renishaw è la sonda a mandrino più piccola e accurata al mondo! 7 Sulla base dei dati ottenuti con le quattro sonde convenzionali migliori fra le cinque testate, l errore totale viene mostrato nel grafico a barre riportato di fianco. L errore medio a µm è volte superiore rispetto a quello della sonda Rengage. In altre parole, l accuratezza 3D delle sonde Rengage è volte migliore! Dato che la macchina utensile utilizzata per il test era una tipica macchina da produzione, vale la pena valutare le possibilità derivanti dall utilizzo della tecnologia Rengage in combinazione con macchine ad elevata accuratezza. Grazie alla sua ripetibilità unidirezionale di soli,25 µm 2σ, la tecnologia Rengage garantisce una accuratezza senza paragoni su tutti i piani. Errore di lobing (µm) Renishaw Renishaw cinematico Marca A Marca C Marca B Lobing XY Lobing XYZ Media x

8 Accuratezza senza paragoni e molto altro Oltre alla maggiore accuratezza nelle applicazioni 3D, sono importanti anche i vantaggi offerti da una notevole riduzione della forza di misura lungo l asse Z 1.5 Forze di trigger a confronto (asse z) Il grafico a destra, mostra come la tecnologia RENGAGE richieda una forza di trigger estremamente bassa. Le sonde di tipo tradizionale non sono in grado di emulare tale capacità. Dato che la generazione del segnale è completamente indipendente dal meccanismo, la lunghezza dello stilo può essere ridotta in modo significativo, mantenendo invariata l accuratezza totale, come mostrato in basso e a destra. Grazie a queste prestazioni avanzate, diventa possibile eseguire operazioni di misura complesse con maggiore affidabilità e sicurezza. Forze N 1.5 Riduzione del 95% Media sonde convenzionali Ripetibilità Max. 2σ lungo una qualsiasi di 12 direzioni Lobing 2D (XY) Deviazione max. da anello calibrato Lobing 3D (XYZ) Deviazione max. da sfera nota Lunghezza dello stilo mm mm 1 mm mm,25 µm,35 µm, µm,7 µm ±,25 µm ±,25 µm ±, µm ±, µm ± 1, µm ± 1,75 µm ± 2, µm ± 3, µm La miniaturizzazione del corpo della sonda è stata resa possibile dalla tecnologia a stato solido e consente di soddisfare le esigenze del marcato moderno, in cui le macchine di piccole dimensioni diventano sempre più comuni. Ad esempio, le dimensioni delle sonde ultra compatte OMP e MP2 di Renishaw sono circa un quarto di quelle di una sonda convenzionale, rendendole lo strumento ideale per applicazioni in spazi ristretti o limitati. Non siamo solo noi a dirlo. Di seguito sono riportati i commenti di alcuni clienti che hanno potuto valutare direttamente le opportunità e i vantaggi offerti dalle soluzioni tecnologiche Rengage: Per fare fronte alle necessità prestazionali dei nostri prodotti, ci troviamo a fabbricare pezzi sempre più piccoli e complessi, che devono garantire la massima accuratezza, con tolleranze non superiori a 1 µm. Per tale ragione, l affidabilità delle impostazioni e delle misure risulta un fattore chiave per i nostri processi produttivi ed è stata il motivo principale per cui abbiamo scelto la tecnologia Rengage. OMP di Renishaw è l unico prodotto in grado di soddisfare le nostre necessità. Ian Crane, CEO, Flann Microwave, Bodmin, Cornovaglia, Inghilterra. Come specialisti nella produzione di componenti stretch forming per il settore aerospaziale, tutti i pezzi che lavoriamo includono forme paraboliche, curve composte o forme coniche. La capacità di eseguire misure rapide e precise sui pezzi da lavorare, mentre sono fissati in macchina, è un fattore essenziale per rendere omogenei i flussi produttivi. La sonda RMP Rengage offre le prestazioni in-process necessarie per garantire la coerenza e l accuratezza delle misure di fori dal diametro ridotto, profili e tolleranze geometriche. Gary Medlock, Triumph Fabrications, Shelbyville, Indiana, USA.

9 Domande frequenti D. La tecnologia Rengage è molto avanzata. Questo si traduce in un costo superiore rispetto alle altre sonde? R. No. La differenza di prezzo rispetto a un sistema convenzionale Renishaw è di circa il %. Tuttavia, in molti casi le funzionalità avanzate garantiscono un ritorno sull investimento molto più rapido. Inoltre, le sonde Rengage possono essere utilizzate per svolgere lavori che le sonde convenzionali non sono in grado di eseguire. D. Vista la sensibilità della tecnologia estensimetrica, le vibrazioni della macchina possono incidere negativamente sulle prestazioni di Rengage e generare false attivazioni? R. No. I circuiti di filtraggio sono in grado di distinguere le tensioni causate da una vibrazione da quelle di una vera deflessione dello stilo.. D. Una sonda con tecnologia Rengage è più delicata di una sonda convenzionale? R. No. La sua robustezza è identica a quella delle altre sonde Renishaw. D. Renishaw continuerà a produrre sonde di tipo convenzionale anche se la tecnologia Rengage è superiore? R. Sì. Le sonde convenzionali Renishaw hanno definito lo standard industriale e continueranno a ricoprire un ruolo importante in molte applicazioni. Per questi motivi Renishaw continuerà mantenere la propria posizione di leader nella progettazione, produzione e assistenza per tali prodotti. D. Da quanto tempo la tecnologia Rengage è disponibile per le sonde per macchine utensili. È una tecnologia testata sul campo? R. Renishaw ha sviluppato la tecnologia estensimetrica nel 1996 per la sonda MP7. Ulteriori sviluppi hanno portato alla miniaturizzazione dei componenti e al definitivo lancio nel 6 con la sonda ultra compatta OMP. Questo prodotto ha ricevuto molti premi, fra cui il Queens Award for Enterprise 9. La tecnologia Rengage è testata, brevettata e utilizzata sul campo. D. È possibile aggiornare i sistemi Renishaw con la tecnologia Rengage? R. Sì. I modelli OMP e RMP sono retrocompatibili con i ricevitori esistenti. Per ulteriori dettagli, contattare il rappresentante Renishaw di fiducia. D. Quali sono le sonde che sfruttano la tecnologia Rengage e quali sono le loro applicazioni R. Le sonde Renishaw sono le uniche dotate di tecnologia Rengage. Vedere di seguito per ulteriori dettagli D. Quali sono i vantaggi principali della tecnologia Rengage? R. Vedere sul retro del foglio. Sonda Tipo di trasmissione OMP Ottico RMP Radio Applicazioni (tutte quelle in cui sono richieste accuratezza e ripetibilità) Centri di lavoro mediopiccoli Centri di lavoro mediograndi MP2 Via cavo Rettificatrici * Con l aumentare della lunghezza degli stili, diminuiscono le prestazioni. Dimensioni mm (1.97 in) x Ø mm (1.57 in) 76 mm (2.99 in) x Ø 63 mm (2.48 in).7 mm (1.6 in) x Ø 25 mm (.98 in) Lunghezza max stilo mm* mm* mm

10 Renishaw S.p.A. Via dei Prati 5, 44 Pianezza, Torino T F E italy@renishaw.com Vantaggi Accuratezza e ripetibilità 3D senza rivali per garantire la massima affidabilità delle calibrazioni e delle misure in macchina Maggiore accuratezza con stili lunghi. Anche i componenti più complessi possono essere misurati senza problemi Prestazioni inarrivabili in situazioni delicate, per evitare danni alle superfici e alle forme Il design compatto permette di accedere con maggiore facilità in spazi stretti e in macchine di piccole dimensioni La robustezza negli ambienti più difficili si traduce in misure più affidabili e in una maggiore durata della sonda Vantaggi principali Riduzione dei tempi di installazione e calibrazione per una maggiore produttività Maggiore controllo dei processi e qualità Riduzione degli scarti e delle rilavorazioni Maggiore automazione e interventi minimi da parte degli operatori Maggiori introiti e profitti Aumento della competitività e delle opportunità commerciali Le sonde RENGAGE permettono di lavorare con maggiore rapidità e sicurezza per accrescere la redditività. Ulteriori informazioni Per ulteriori informazioni sui prodotti illustrati si prega di visitare il sito Per maggiori dettagli su Renishaw nel mondo, contattate il sito Web principale all indirizzo RENISHAW HA COMPIUTO OGNI RAGIONEVOLE SFORZO PER GARANTIRE CHE IL CONTENUTO DEL PRESENTE DOCUMENTO SIA CORRETTO ALLA DATA DI PUBBLICAZIONE, MA NON RILAS- CIA ALCUNA GARANZIA CIRCA IL CONTENUTO NE LO CONSIDERA VINCOLANTE. RENISHAW DECLINA OGNI RESPONSABILITÀ, DI QUALSIVOGLIA NATURA, PER QUALSIASI INESATTEZZA PRESENTE NEL DOCUMENTO. RENISHAW e il simbolo della sonda utilizzato nel logo RENISHAW sono marchi registrati di Renishaw plc nel Regno Unito e in altri paesi. apply innovation è un marchio di Renishaw plc. H A Renishaw plc 11 Pubblicato: 9.11