Renishaw TP200 Guida utente

Guida d’uso

H-1000-5014-03-C

TP200 tastatore

Le informazioni contenute nel presente documento sono soggette ad

emendamenti senza preavviso. È vietato riprodurre o trasmettere alcuna

parte del documento in qualsiasi forma, per qualsivoglia scopo e con

qualsiasi mezzo, meccanico o telematico senza l’espresso consenso della

Renishaw plc.

Limite di responsabilità

Il presente documento è stato preparato con la massima attenzione per

garantire che sia esente da errori ed omissioni. La casa non garantisce

comunque la precisione delle informazioni qui contenute ed in particolare

respinge la garanzia implicita. Renishaw plc si riserva il diritto di apportare

modiﬁ che al documento ed alle apparecchiature trattate senza incorrere

alcun obbligo di notiﬁ ca.

Marchi

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

Tutti gli altri nomi dei marchi e dei prodotti utilizzati in questo documento

sono marchi commerciali, marchi di servizio, marchi o marchi registrati dei

rispettivi proprietari.

Codice Renishaw: H-1000-5014-03-C

Pubblicato: 05 2006

1

Guida d’uso

per tastatore

TP200

2

Dichiarazioni di conformità CE.

I prodotti TP200 e SCR200 sono conformi al seguente standard:-

BS EN 61326:1998/ Apparecchiature elettriche per

A1:1998/A2:2001 misurazione, il controllo e l’uso in

laboratorio - Requisiti EMC.

Esenzione dall’allegato A - siti industriali.

Emissioni conformi ai limiti di classe A

(uso non domestico).

e sono conformi ai requisiti della direttiva:

89/336/EEC - Compatibilità elettromagnetica

Il prodotto SCR200 è inoltre conforme al seguente standard: -

EN 60825-1:1993/ Sicurezza dei prodotti laser

A1:1997/A2:2001 Part 1: Classiﬁ cazione e requisiti del

dispositivo e manuale dell’utente.

ed è conforme ai requisiti della direttiva:

73/23/EEC - Bassa tensione

Le informazioni sopra indicate riassumono quanto riportato per esteso

nelle Dichiarazioni di conformità CE. È 'possibile richiederne copia a

Renishaw.

Prefazione

3

Marchi di fabbrica

I nomi di marche e di prodotti quotati all’interno del presente

documento si riferiscono a nomi commerciali, a marchi

d’identiﬁ cazione dei servizi, a marchi di fabbrica o a marchi registrati

di proprietà dei rispettivi detentori.

Garanzia

Renishaw plc garantisce gli apparecchi di propria costruzione purché

siano stati installati in conformità alle istruzioni contenute nella

documentazione che li accompagnano.

L’uso o la sostituzione di parti non di fabbricazione della Renishaw

(ad es. interfaccia e/o cablaggi) potrà essere effettuata solo dopo

aver ottenuto il consenso della Renishaw. In caso di inosservanza la

garanzia non sarà considerata valida.

Brevetti

Le caratteristiche tecniche del sistema TP200 e di prodotti simili sono

soggette ai seguenti brevetti e domande di brevetto:

EP 0142373

EP 0243766

EP 0293036

EP 0388993

EP 0392660

EP 0470234

EP 0501710

EP 0521703

EP 0544854

EP 0641427

EP 0740768

EP 0750171

EP 242747B

EP 279828B

EP 548328 B

EP 566719 B

JP 2,098,080

JP 2,510,804

JP 2,539,824

JP 2,545,082

JP 2,647,881

JP 3,004,050

JP 3,018,015

JP 3,101,322

JP 3,297,317

JP 3,294,269

JP 3,346,593

US 5,345,689

JP 505,622/1999

JP 507,145/1995

JP 507,918/1997

US 4651405

US 4769919

US 4813151

US 4817362

US 4916339

US 5,088,337

US 5,228,352

US 5,323,540

US 5,327,657

US 5,339,535

US 5,345,689

US 5,404,649

US 5,505,005

US 5,755,038

US 5,671,542

US 5,918,378

US 6012230

WO 97/35164

4

Pagina lasciata intenzionalmente vuota

5

Indice

1 Istruzioni di sicurezza .................................................................... 7

1.1 Istruzioni di sicurezza per l’interfaccia PI 200 ......................7

1.2 Cura del prodotto .................................................................8

2 Prefazione .....................................................................................9

3 Descrizione del prodotto ............................................................. 11

3.1 Sensore ..............................................................................11

3.2 Modulo stilo .......................................................................13

3.3 Interfaccia PI 200 ............................................................... 14

3.4 Sistema di cambio automatico dello stilo SCR200 .............15

4 Speciﬁ che tecniche ..................................................................... 17

4.1 Precisione di misurazione ..................................................17

4.2 Overtravel forces ................................................................ 20

4.3 Soglie di sovracorsa ........................................................... 21

4.4 Dati tecnici ..........................................................................21

4.5 Dimensioni .........................................................................22

5 Modalità d’installazione – Sonda TP200 ..................................... 24

5.1 Montaggio del sensore sul corpo sonda ............................24

5.2 Montaggio dello stilo sul modulo ....................................... 26

5.3 Montaggio del modulo stilo sul corpo sonda ...................... 28

5.4 Resettaggio della sonda .....................................................28

6 Funzionamento della sonda TP200 .............................................29

6.1 Sonda armata .....................................................................29

6.2 Sonda in condizione di apertura contatto ...........................30

6.3 Cambio manuale del modulo dello stilo..............................30

6

Indice

6.4 Funzionamento con tastatore manuale .............................. 30

6.5 Selezione del modulo stilo .................................................31

6.6 Selezione dello stilo ...........................................................32

6.7 Limiti raccomandati di utilizzo dello stilo .............................32

6.8 Livelli di scatto .................................................................... 35

7 Modalità d’installazione - Sistema di cambio automatico stilo

SCR200 ....................................................................................... 36

7.1 Montaggio del sistema su CMM .........................................36

7.2 Allineamento del sistema SCR200 agli assi del CMM .......39

7.4 SCR200 collegamenti elettrici ............................................ 43

8 Funzionamento del sistema di cambio automatico SCR200 ....... 44

8.1 Modalità operative ..............................................................44

8.2 Caricamento dei moduli sul magazzino .............................45

8.3 Spie di POWER e di STATUS ............................................. 45

8.4 Procedura di cambio del modulo stilo ................................ 46

9 Manutenzione .............................................................................. 51

9.1 Sonda e modulo stilo TP200 ..............................................51

9.2 Sistema di cambio SCR200 ............................................... 51

10 Ricerca guasti .............................................................................52

11 Accessori..................................................................................... 57

11.1 Stilo ad alta prestazione ..................................................... 57

11.2 Prolunga tastatori ed adattatori .......................................... 57

11.3 Magazzino per moduli ........................................................ 57

12 Appendice1 .................................................................................58

12.1 Sommario componenti ....................................................... 58

7

Istruzioni di sicurezza

1 Istruzioni di sicurezza

1.1 Istruzioni di sicurezza per l’interfaccia

PI 200

L’interfaccia PI 200 dovrà essere collegata ad un alimentatore

dotato di conduttore di massa tramite un cavo elettrico a tre

conduttori (cordone di linea).

Speciﬁ che elettriche

Campo di alimentazione

85 V - 264 V

Campo di frequenza

47 Hz - 63 Hz

Assorbimento

10 W

Fusibile tipo

1 A (T) HBC, 250 V

Condizioni di funzionamento

Le speciﬁ che dell’interfaccia PI 200 stipulano il funzionamento alle

seguenti condizioni che corrispondono (o superano) quelle richieste

dallo Standard BS EN 61010-1: 1993/A2: 1995.

Livello di protezione custodia

IP30

Altitudine di utilizzo

Max. 2000 m

Temperatura d’esercizio

da 0 °C a 50 °C

Temperatura di stoccaggio

da -10 °C a +70 °C

Umidità relativa

Max. 80% sino a +31 °C con

riduzione lineare a max. 50%

a +40 °C.

Transiente di sovratensione

Di installazione

Grado di inquinamento

2

8

Istruzioni di sicurezza

1.2 Cura del prodotto

La sonda e gli accessori Renishaw sono strumenti di precisione. Si

prega di usare e mantenere il prodotto in osservanza delle istruzioni

contenute nel presente manuale.

Si consiglia di conservare l’imballaggio per riporre i componenti

quando non siano in uso.

Attenzione: La sonda TP200 contiene sensori a estensimetri al

silicone ad alta sensibilità.

Urti e colpi forti arrecati accidentalmente o derivanti dall’uso errato

dell’apparecchio potrebbero arrecare danni irreparabili alla sonda.

!

9

Prefazione

2 Prefazione

Il TP200 è una sonda di 13,5 mm di diametro con scatto a contatto,

con la caratteristica di consentire il cambio rapido della conﬁ gurazione

dello stilo senza dover ripetere la qualiﬁ cazione. L’adozione di tecniche

di rilevamento di strain aumenta sensibilmente la precisione di

rilevamento della forma rispetto alle sonde a scatto cinematico. Si nota

anche un netto miglioramento della durata utile dello strumento.

La sonda si compone di due componenti principali, l’uno

comprendente il tastatore e l’altro un modulo asportabile su cui viene

montato lo stilo stesso.

Il modulo dello stilo è disponibile con forze di oltrecorsa diverse: ‘SF’

(forza normale) o ‘LF’ (forza ridotta). È disponibile inoltre il modulo

‘EO’ (oltrecorsa estesa), dotato della stessa forza di oltrecorsa del

modulo ‘SF’ ma con una portata operativa ed un livello di protezione

superiori sull’asse Z della sonda.

L’accessorio SCR200 è un dispositivo di cambio automatico dello stilo

in cui vengono disposti gli stili qualiﬁ cati in precedenza e che consente

il cambio automatico dello stilo stesso sotto il controllo del programma

di misurazione.

Sia la sonda che il dispositivo di cambio sono gestiti dall’ interfaccia

dedicata PI 200 che ha la funzione di elaborazione gli impulsi e di

comunicazione con il controllo del CMM.

10

Prefazione

Sistema di cambio

SCR200 automatico

Sensore

della

sonda

TP200

Giunto

cinematico

Modulo

dello

stilo

TP200

Stilo

Interfaccia

PI 200

Fig. 1 - Sistema di sonda di precisione TP200

11

Descrizione del prodotto

3 Descrizione del prodotto

3.1 Sensore

Il corpo del tastatore della sonda TP200 contiene il dispositivo sensore

a estensimetro e il circuito del processore.

Quando, nel corso di un normale spostamento di misura, lo stilo viene

a contatto con il pezzo, la forza applicata alla punta dello stilo viene

trasmessa ai sensori a estensimetri in silicio attraverso il modulo

dello stilo ed al raccordo sistemato sulla parte anteriore del corpo del

sensore. Basta una deﬂ essione della punta di pochi µm a generare

un segnale della sonda. Gli impulsi del sensore sono ampliﬁ cati

e condizionati in un gruppo elettronico a microcircuito ibrido. La

trasmissione dei dati originati dal sensore e gli impulsi di controllo tra

la sonda e l’interfaccia PI 200 viene effettuata mediante una coppia

di cavi schermati normali. Il sistema TP200 è compatibile con la

maggioranza delle teste sonda ed accessori Renishaw.

Il corpo del tastatore della sonda TP200B utilizza la stessa tecnologia

del modello TP200, ma è stato progettato in modo da offrire una

maggiore resistenza alle vibrazioni. Ciò elimina l’inconveniente dovuto

ad aperture spurie che potrebbero veriﬁ carsi in presenza di vibrazioni

trasmesse dalla CMM o usando stili ingombranti abbinati a velocità di

posizionamento elevate.

NOTA: l’uso del tastatore TP200B in abbinamento al modulo LF o agli

stili a gomito o centro a stella è sconsigliato.

12

Descrizione del prodotto

Fig. 2 - Sonda di precisione TP200

Fori per chiave a ‘C’

LED

Sensore della

sonda

Modulo dello stilo

Ghiera scorrevole

Stilo M2

Il posizionamento del modulo dello stilo sulla parte anteriore del

sensore è ottenuto mediante un raccordo cinematico bloccato a

magnete, che permette di rimuovere e riporre il modulo in modo che

lo stilo ritorni in una posizione spaziale di alta ripetibilità, evitando di

dover ricorrere alla riqualiﬁ cazione.

13

Descrizione del prodotto

3.2 Modulo stilo

Il modulo comprende il sistema di montaggio per stili M2 e permette

la sovraccorsa nella direzione degli assi della sonda X, Y e +Z. La

sovraccorsa nella direzione -Z è ottenuta staccando il modulo dal

corpo del sensore della sonda.

Sono disponibili tre moduli con due diverse forze di oltrecorsa:

• Il modulo SF (forza normale) è idoneo per la maggior parte delle

applicazioni.

• Il modulo LF (forza ridotta) è consigliato per essere utilizzato con

stili a sfera di dimensioni ridotte o su materiali delicati.

• Il modulo EO (oltrecorsa estesa) è indicato per quelle applicazioni

in cui aumentando la velocità della CMM la distanza di arresto

potrebbe risultare superiore alla quota di oltrecorsa dei moduli SF

e LF. Il modulo EO presenta 8 mm di oltrecorsa in più sull’asse Z

della sonda, con il compito di proteggerla contro eventuali danni

nelle situazioni descritte. La forza di oltrecorsa è identica a quella

del modulo SF.

Nel modulo è alloggiata l’altra sezione del raccordo cinematico

bloccato a magnete (vedi Fig. 10) che garantisce la ripetibilità di

posizionamento sul sensore della sonda. Il raccordo stesso si

compone di tre punti portanti formati dalle gole a ‘V’ ricavate sulla

parte posteriore del modulo, appoggiato su tre cuscinetti a sfere

disposti sulla parte anteriore del sensore della sonda. La quarta gola

a ‘V’ e la sfera semi incassata formano un punto di allineamento che

garantisce che il modulo sia orientato in un’unica direzione sull’asse

di rotazione. Se il raccordo è sistemato male, il modulo risulterà

visibilmente mal allineato rispetto all’asse dello stilo.

14

Descrizione del prodotto

Per facilitare l’allineamento manuale, sono predisposte delle tacche

(vedi Fig. 10).

Il modulo è protetto da una ghiera scorrevole (vedi Fig. 2) che in caso

di superamento della quota di oltrecorsa sull’asse Z ha il compito di

trasferire il carico sull’involucro del sensore.

3.3 Interfaccia PI 200

L’interfaccia PI 200 serve ad alimentare ed ad attivare la sonda TP200

ed un massimo di due dispositivi di cambio automatico dello stilo

SCR200. Oltre alla sonda TP200, l’interfaccia può essere anche usata

unitamente alle sonde ad azionamento cinematico (TP2, TP20, TP6).

L’interfaccia individua automaticamente il tipo di sonda, calcola lo stato

della sonda e trasmette gli impulsi di apertura della sonda al controllo

del CMM.

Nelle conﬁ gurazioni in cui il cambio dello stilo viene effettuato

mediante il dispositivo automatico SCR200, l’interfaccia PI 200

inibisce il segnale della sonda e resetta il sensore della sonda TP200

in considerazione del carico imposto dal nuovo stilo sui sensori di

strain. In caso di oltrecorsa del magazzino o in presenza di una

condizione di errore, l’interfaccia trasmetterà un impulso al controllo

del CMM richiedendone l’arresto.

Durante gli spostamenti ad alta velocità (traslazione rapida), la

sensibilità della sonda deve essere ridotta per ignorare aperture

spurie dovute a vibrazioni della CMM. In tal caso, il controllo del CMM

inserirà l’interfaccia nella modalità di bassa sensibilità: ciò al ﬁ ne di

ignorare le aperture dovute a vibrazioni pur mantenendo attivo il

segnale che comanda l’arresto del CMM in caso di urto della sonda.

15

L’inserimento di questa modalità, chiamata ‘modalità di smorzamento

sonda’, è segnalato dall’accensione di un LED sul pannello frontale

dell’interfaccia. Notare che in modalità di smorzamento, la sonda non

può effettuare misurazioni di precisione.

La conﬁ gurazione dell’interfaccia PI 200 è impostata dal fabbricante

del CMM. L’unico intervento che l’utente dovrà compiere sarà di

azionare il pulsante di reset, come dettagliato altrove nel presente

manuale. Non sono previste altre regolazioni da parte dell’utente.

3.4 Sistema di cambio automatico dello stilo

SCR200

Il sistema di cambio automatico SCR200 alloggia e protegge un

massimo di 6 moduli di stilo, ognuno dei quali è bloccato da un

magnete nella porta di docking. Ciò permette di montare il magazzino

portante in qualsiasi direzione ed elimina il dover ricorrere al

posizionamento di precisione. Il funzionamento non richiede comandi

speciali e per il cambio dello stilo basta programmare alcuni semplici

movimenti.

Per rilevare la presenza della sonda e segnalare all’interfaccia PI 200

che è in atto il cambio dello stilo, il sistema è dotato di una serie

di fasci luminosi a raggi infrarossi e di un sensore a effetto Hall. Il

funzionamento dei fasci luminosi all’accensione è controllato da una

modalità di autodiagnosi.

Il sistema presenta un dispositivo di sovracorsa che ha il compito

di limitare i danni nell’eventualità di un urto. Alla deﬂ essione del

dispositivo, impulsi saranno trasmessi al controllo del CMM per

arrestarlo. Il dispositivo di sovracorsa si resetta automaticamente: in

seguito all’urto, il sistema rientra automaticamente alla posizione di

utilizzo senza richiedere l’impostazione del riferimento.

Descrizione del prodotto

16

Fig. 3 - Sistema di cambio SCR200

Descrizione del prodotto

Riparo

della porta

LED indicatori di

power e di stato

Sensore a

effetto Hall

Selettore di

modalità

Ricetrasmettitore

a raggi infrarossi

17

4 Speciﬁ che tecniche

4.1 Precisione di misurazione

I dati riportati a seguito sono stati derivati da misurazioni effettuate su

un’attrezzatura di prova e potranno differire dalla precisione riscontrata

su un CMM. Per ulteriori informazioni riguardanti la precisione totale

del sistema, rivolgersi al fornitore del CMM.

NOTA: I test sono stati condotti con stili Renishaw in acciaio M2 e in

ﬁ bra di carbonio, a una velocità di misurazione pari a 8 mm/sec.

Ripetibilità e misurazioni di forma XY (2D) in conformità agli standard

interni di test Renishaw.

Misurazioni di forma 3D secondo le speciﬁ che stipulate dallo standard

ASME B89.4.1-1997 per ispezione punto a punto.

4.1.1

Ripetibilità unidirezionale (2σ µm) (vedi le Figure 4 e 5)

Tipo di

stilo

Lungh. offset (mm) Livelli di scatto PI 200

A B 1 (µm) 2 (µm)

Dritto 10 – 0,20 0,25

Dritto 50 – 0,40 0,50

Dritto 70 – 0,70 1,00

Dritto 100 – 1,00 1,20

A stella 5 20 0,50 0,70

A stella 50 20 0,70 1,00

Speciﬁ che tecniche

18

Fig. 4 - Lunghezza stilo consigliata (stilo dritto)

Fig. 5 - Lunghezza stilo consigliata (stilo con punta a stella)

A

B

Speciﬁ che tecniche

A

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