Riproducibilità degli assi rotativi. Relatore Oscar Arienti Azienda: HEIDENHAIN ITALIANA S.r.l.

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1 Riproducibilità degli assi rotativi Relatore Oscar Arienti Azienda: HEIDENHAIN ITALIANA S.r.l.

2 Accuratezza del sistema Sistema di misura Progetto della macchina Accuratezza del sistema Elettronica

3 Fattori che influenzano l accuratezza della macchina Progetto della macchina Fattori influenzanti Rigidezza e precisione dei componenti meccanici Caratteristiche termiche Montaggi sistemi di misura Sistema di misura Fattori influenzanti Principio fisico del sistema di misura Tipologia del sistema di misura Caratteristiche termiche Qualità del segnale Elettronica Fattori influenzanti Accuratezza dell interpolazione Processing time Dead time (cable capacities, run-time errors)

4 Precisione e Accuratezza Alta Accuratezza, ma bassa Precisione Alta Precisione, ma bassa Accuratezza,

5 Compensazione e Calibrazione Calibrazione Comparazione della misura con lo standard Compensazione Azione tecnica per ridurre l errore

6 Compensazione e Calibrazione Calibrazione Compensazione

7 Ripetibilità e Riproducibilità Ripetibilità Riproducibilità

8 Accuratezza Grado di vicinanza di una misura rispetto al valore vero Precisione Grado con cui misure ripetute, nelle stesse condizioni forniscono lo stesso risultato Calibrazione Comparazione della misura con lo standard Compensazione Azione tecnica per ridurre l errore Ripetibilità Condizioni costanti Stessa procedura di misura Stesso operatore Stesso strumento di misura Stesso ambiente In un breve periodo Riproducibilità Condizioni variabili Diversa procedura di misura Diverso operatore Diverso strumento di misura Diverso ambiente In un lungo periodo

9 Applicazioni Meccatroniche Metrologiche Settori applicativi : Metrologia Semiconduttori, Industria elettronica Macchine lavorazione laser Requisitiapplicativi: Ingombri ridotti Performance eccellenti per cuscinetti e graduazioni di misura accuratezza risoluzione ripetibilità e riproducilità rinamicità rigidità robustezza stabilità termica Assi rotativi di precisione per metrologia teste rotative per posizionamenti di precisione

10 Soluzioni Meccatroniche Metrologiche Ottime graduazioni di misura Cuscinetti meccanici eccellenti Meccanica di accoppiamento flessibile Sistemi Modulari di Misura Angoalre

11 Tecnologia Meccanica I cuscinetti meccanici devono adempiere alle specifiche necessità applicative Lubrificazione Tipologie di cuscinetti Precarico Materiali costruttivi Dimensionamento geometrico bearing diameter

12 Tecnologia Meccanica Ball and roller bearing Linear bearing Incremento dell accuratezza Incremento della velocitù Miglioramento dell affidabilità Flessibilità progettuale legata all applicazione Ball track Esperienze fatte in um lungo periodo e scrupolose prove di laboratori

13 Design soluzioni Meccaniche classic soluzione encoder+cuscinetti new soluzione meccatronica metrologica

14 distance h Guideway accuratezza dei cuscinetti Il guideway error è un movimento a 5 dimensioni non ripetibile. Pertanto è necessario un metodo di misura molto speciale per una qualifica totale di un cuscinetto Configurazione per la misura di tutti i movimenti laterali e inclinabili rispetto alla posizione angolare ideal axis wobble real axis at angle φ guideway accuracy at distance h axial runout radial runout Variabili misurate e punti di riferimento sui cuscinetti ( schema a lato) guideway accuracy at bearing plane

15 Guideway accuratezza dei cuscinetti Differenziazione tra non-repeatable guideway accuracy e guideway accuracy La non-repeatable guideway accuracy viene specificata come massima deviazione fra tutte le misurazioni nella stessa posizione angolare La guideway accuracy è data come una curva di errore bidimensionale ad un'altezza definita al piano di appoggio Diverse rotazioni vengono valutate per consentire la distinzione tra errori ripetibili e non ripetibili Il raggio r del cerchio d inviluppo di tutte le misurazioni è specificato come guideway accuracy

16 Certificati di Accuratezza Guiding Accuracy Angular Accuracy

17 Ripetibilità Ripetibilità dopo 5 giri in senso orario e antiorario e compensazione La ripetibilità è eccellente

18 y direction [µm] Guideway Guideway accuracy: 0,15 µm (6 giri) Il valore è approssimabile a soluzioni d eccelenza come per i cuscinetti ad aria. x direction [µm]

19 Coppia d atrito Momento di attrito a seguito di più di 40 giri. in senso orario e antioraio a diverse velocità La coppia di attrito è molto bassa ed estrema costante

20 Tilting Stifness L accuratezza angolare è influenzabile da carichi decentrati ( tilting load) Le soluzioni meccatroniche metrologiche ne minimizzano l effetto

21 Axial Stifness L accuratezza angolare è influenzabile dal carico assiale Le soluzioni meccatroniche metrologiche ne anullano l effetto

22 Conclusioni cuscinetti con ottima guiding accuracy e ripetibilità elevata rigidità d assieme ( 10 volte quella per air bearings) graduazioni di misura con elevata risoluzione e ripetibilità eccellente stabilità termica valori bassi ed uniformi di coppia d atrito design compatto facile integrabilità meccanica

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