Manuale d’uso
F-9908-0079-01-B
XC-80
Compensatore ambientale
XC-80
compensatore
ambientale
Codice Renishaw: F-9908-0079-01-B
Data prima pubblicazione: 02,2017
Conformità CE
Renishaw plc dichiara che il sistema di compensazione XC è conforme a ogni
direttiva, normativa e standard applicabile. Una copia della Dichiarazione di
conformità CE è disponibile al seguente indirizzo: www.renishaw.com/XLCE.
Informazioni legali
Sicurezza
Prima di iniziare a utilizzare il sistema laser, leggere l’opuscolo informativo sulla
sicurezza laser.
Limitazione di responsabilità
Renishaw ha compiuto ogni ragionevole sforzo per garantire che il contenuto
del presente documento sia corretto alla data di pubblicazione, ma non rilascia
alcuna garanzia circa il contenuto ne lo considera vincolante. Renishaw declina
ogni responsabilità, di qualsivoglia natura, per qualsiasi inesattezza presente nel
documento.
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,
nomi e definizioni di altri prodotti e tecnologie Renishaw sono marchi registrati di
Renishaw plc o delle sue filiali
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in parte, né trasferito su altri supporti o tradotto in altre lingue, senza previa
autorizzazione scritta da parte di Renishaw.
La pubblicazione del materiale contenuto nel documento non implica libertà dai
diritti di brevetto di Renishaw plc.
Direttiva WEEE
L’utilizzo di questo simbolo sui prodotti Renishaw e/o sulla
documentazione di accompagnamento indica che il prodotto non
deve essere smaltito nella spazzatura generica. L’utente finale è
responsabile di smaltire il prodotto presso un punto di raccolta
WEEE (smaltimento di componenti elettrici ed elettronici) per
consentirne il riutilizzo o il riciclo. Lo smaltimento corretto del
prodotto contribuirà a recuperare risorse preziose e a salvaguardare
l’ambiente. Per ulteriori informazioni, contattare l’ente locale per lo
smaltimento rifiuti oppure un distributore Renishaw.
XC-80
compensatore
ambientale
Sommario
Introduzione .......................................................................................................... 4
Compensazione della lunghezza d'onda ............................................................4
Compensazione dell'espansione termica del materiale ...................................... 4
Pannello posteriore ............................................................................................. 4
Sistema di compensazione XC - connessioni e configurazione .........................5
Sensori ambientali .............................................................................................. 5
Simboli dei sensori ...............................................................................................6
LED ........................................................................................................................6
LED dei sensori................................................................................................... 6
LED di stato ........................................................................................................6
Calibrazione del sistema di compensazione XC ...............................................7
Compensazione della lunghezza d'onda ............................................................7
Posizionamento dei sensori dell'aria ..................................................................8
Posizionamento del sensore della temperatura .................................................. 8
Sensori della pressione e dell'umidità relativa ....................................................8
Compensazione dell'espansione termica del materiale ...................................8
Coefficienti di espansione termica del materiale ................................................ 9
Posizionamento dei sensori del materiale ....................................................... 10
Stima dell'accuratezza di una macchina che opera in un ambiente a 20° C ....10
Calibrazione in conformità agli standard nazionali e internazionali .................. 10
Stima dell'accuratezza del sistema di feedback della macchina a 20° C .......... 11
Produzione di pezzi accurati a 20° C ................................................................ 11
Compensazione automatica .............................................................................. 12
Ciclo di aggiornamento del sistema di compensazione XC .............................. 12
Compensazione fissa del materiale ..................................................................13
Specifiche ............................................................................................................13
Introduzione ......................................................................................................13
Pesi e dimensioni ............................................................................................... 14
Numeri di codice .................................................................................................14
4
XC-80
compensatore
ambientale
Introduzione
Il compensatore XC è un componente chiave per l'accuratezza delle misure
effettuate con il sistema laser. La misura accurata e precisa delle condizioni
ambientali consente di regolare la lunghezza d'onda del fascio laser per
compensare le variazioni della temperatura dell'aria, della pressione e del livello di
umidità relativa ed eliminare eventuali errori di misura che risultano da tali variazioni.
Compensazione della lunghezza d'onda
Le letture del sensore del sistema di compensazione XC vengono utilizzate
per compensare le letture del laser (solo misure lineari). Se non si esegue la
compensazione, le variazioni dell'indice di rifrazione dell'aria possono causare
errori di misura, anche significativi. Anche se le condizioni ambientali possono
essere immesse manualmente (tramite strumenti esterni o altro), l'uso di XC offre
una serie di vantaggi, perché la compensazione viene eseguita in modo accurato
e aggiornata automaticamente ogni sette secondi.
Compensazione dell'espansione termica del materiale
Il sistema di compensazione XC accetta anche input da un massimo di tre sensori
del materiale che misurano la temperatura della macchina o il materiale testato.
Se nel software CARTO è stato immesso un adeguato coefficiente di espansione
termica del materiale, sarà possibile normalizzare le misure a una temperatura
macchina (materiale) di 20° C.
La compensazione ambientale può essere eseguita in tre modi:
• Aggiornamento automatico della compensazione ambientale con XC.
• Aggiornamento manuale della compensazione ambientale con XC.
• Compensazione tramite dati immessi manualmente (senza XC).
Le specifiche complete del sistema di compensazione XC sono disponibili nella
sezione specifiche.
Il sistema di compensazione XC fa parte di un kit che include un cavo USB, un
sensore per la temperatura dell'aria e uno per la temperatura del materiale.
Pannello posteriore
Il Pannello posteriore del sistema di compensazione XC include le funzioni
riportate di seguito:
1 3
4
5
1
Data di calibrazione
2
LED di stato
3
Presa USB
4
Sensore dell'umidità relativa
5
Data prevista per la
ricalibrazione
2
5
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compensatore
ambientale
Sistema di compensazione XC - connessioni e configurazione
Il Pannello posteriore di XC presenta una porta USB per la connessione del
sistema a un PC, tramite apposito cavo (incluso nel kit). Il cavo consente al
compensatore di comunicare con il PC e fornisce alimentazione al sistema e ai
sensori.
Nota: installare il software CARTO prima di collegare il sistema di
compensazione XC al computer. L'installazione del software garantisce la
corretta configurazione del PC.
Sensori ambientali
I sensori della pressione dell'aria e dell'umidità relativa si trovano all'interno del
corpo del sistema di compensazione XC. Per ottenere un'accuratezza conforme
alle specifiche indicate, il sistema di compensazione deve essere utilizzato con
l'asse lungo orientato orizzontalmente, come mostrato. In caso contrario potrebbe
essere generato un piccolo errore nelle letture della pressione dell'aria, con una
conseguente riduzione dell'accuratezza delle letture delle misure compensate.
Nota: non coprire il sensore dell'umidità relativa posto sul pannello
posteriore.
Nota: l'umidità relativa viene visualizzata nel software solo se il sensore
della temperatura dell'aria è connesso al sistema di compensazione XC.
I sensori della temperatura dell'aria e del
materiale sono due elementi separati e vengono
forniti insieme ai relativi cavi di comunicazione.
Ciascun cavo è dotato di un connettore
filettato (femmina) da collegare al sensore e
di un connettore maschio che va collegato
nell'apposita presa visibile sul lato del sistema di
compensazione XC.
La dotazione standard di ciascuna
unità di compensazione XC, include
un sensore della temperatura
dell'aria e un sensore del materiale.
Per le macchine con assi lunghi, è
possibile installare nel sistema di
compensazione XC un massimo
di tre sensori della temperatura del
materiale. Per ottenere ulteriori kit dei sensori della temperatura del materiale,
contattare il distributore Renishaw di zona.
I kit dei sensori della temperatura di aria e materiale includono cavi da 5 m che
possono essere combinati in base alle esigenze fino a raggiungere una lunghezza
massima di 60 m. In questo modo, i sensori possono essere posizionati in
qualsiasi punto della macchina da misurare. Per ottenere ulteriori sensori e cavi,
contattare il distributore Renishaw di zona.
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compensatore
ambientale
I cavi sono dotati di etichette rimovibili, per aiutare l'utente a identificare
rapidamente il cavo collegato a ciascun sensore. Quando i sensori vengono
riposti nella custodia del sistema, non scollegare i cavi.
I sensori della temperatura contengono magneti per essere fissati a superfici di
acciaio o ghisa, ma includono anche un foro passante che consente di avvitarli
ovunque.
I sensori della temperatura dell'aria e del materiale funzionano solo se connessi
alle relative prese del sistema di compensazione XC. Sul lato dell'unità di
compensazione XC sono presenti simboli che corrispondono ai vari tipi di
sensori. Il sensore della temperatura dell'aria deve essere connesso alla
presa contrassegnata con il simbolo dell'aria (visibile di seguito). I sensori
della temperatura del materiale possono essere collegati a qualsiasi presa
contrassegnata con il relativo simbolo.
Simboli dei sensori
I simboli della temperatura dell'aria e della temperatura del materiale sono
riportati anche sui sensori.
Nota: non sono presenti prese per la pressione dell'aria e l'umidità relativa,
perché questi sensori sono integrati nel corpo dell'unità di compensazione
XC.
LED
LED dei sensori
Sul lato dell'unità XC, sotto i simboli dei sensori, sono presenti sei LED che
corrispondono ai sensori della pressione dell'aria, dell'umidità relativa, della
temperatura dell'aria e ai tre sensori della temperatura del materiale. Il colore del
LED indica se il sensore sta effettuando una lettura e, successivamente, la validità
di tale lettura.
Il sistema di compensazione XC interroga a turno i vari sensori per sette secondi,
in un ciclo continuo. Man mano che ciascun sensore viene interrogato, il LED
corrispondente diventa giallo. Se la lettura del sensore è valida, il sensore diventa
verde. Se il sensore non è connesso oppure è difettoso, il LED diventa rosso.
I valori utilizzati per la compensazione della lunghezza d'onda sono aggiornati
dopo ciascuna lettura (ogni sette secondi).
LED di stato
Il LED di stato si trova nel pannello finale del sistema di compensazione XC
e diventa rosso quando l'unità è alimentata (ovvero, quando viene collegata a
un computer tramite cavo USB). Quando il LED è verde, l'unità è pronta per la
misura.
Temperatura dell’aria
Pressione
Umidità relativa:
Temperatura del materiale 1
Temperatura del materiale 2
Temperatura del materiale 3
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Calibrazione del sistema di compensazione XC
Per preservare l'accuratezza del sistema di calibrazione Renishaw, si consiglia
di eseguire ogni anno la calibrazione manuale dell'unità di compensazione XC
e dei sensori. Si consiglia di eseguire la calibrazione con maggiore frequenza in
caso di unità utilizzate in condizioni ambientali estreme o se si sospetta che siano
danneggiate. Inoltre, una frequente ricalibrazione potrebbe risultare necessaria
in base ai propri programmi di controllo qualità o a norme nazionali/locali. Nel
pannello posteriore del sistema di compensazione XC è presente uno spazio per
segnare la data della ricalibrazione. Nelle fasi di immagazzinamento, trasporto
e utilizzo, evitare di sottoporre l'unità XC e i sensori a urti, vibrazioni o sbalzi
eccessivi di temperatura, pressione o umidità (vedere le specifiche), in quanto tali
fattori potrebbero incidere negativamente sulla calibrazione.
I calcoli sull'incertezza della calibrazione sono stati eseguiti in conformità
alle disposizioni del documento EA-4/02 della Cooperazione Europea per
l'Accreditamento.
Tutte le calibrazioni rientrano nell'ambito del sistema di controllo qualità Renishaw:
EN ISO 9001:2000. Il sistema è stato provato e certificato da un'agenzia con
certificazione UKAS. La certificazione UKAS è riconosciuta dagli enti preposti di
molti paesi del mondo.
Per ulteriori dettagli sulla procedura di calibrazione, vedere i certificati di
calibrazione forniti insieme al sistema oppure visitare il sito Web www.renishaw.
com/certificates
Gli errori e le incertezze associate alla normalizzazione delle letture con il
materiale a una temperatura di 20° C non vengono considerate per determinare
l'accuratezza del sistema. Tali errori e incertezze non dipendono solo dal fatto
che il sensore della temperatura del materiale rientri nelle specifiche (come
evidenziato da un recente certificato di calibrazione Renishaw), ma anche
dall'accuratezza del valore del coefficiente di espansione immesso nel software
di calibrazione, dal differenziale di temperatura rispetto ai 20° C e al corretto
posizionamento dei sensori.
Per le unità di compensazione XC e i relativi sensori, Renishaw offre un servizio
completo di ricalibrazione e riparazione presso il proprio stabilimento nel Regno
Unito. Servizi di ricalibrazione comparativa dei sistemi laser XL sono disponibili
presso le sedi Renishaw di USA, Germania e Cina. Per ulteriori informazioni,
contattare il più vicino distributore Renishaw oppure visitare il sito Web Renishaw.it.
Compensazione della lunghezza d'onda
Per ottenere una buona accuratezza delle misure di posizione lineare è necessario
conoscere la lunghezza d'onda del fascio laser. Questa è determinata non solo
dalla qualità della stabilizzazione laser, ma anche dai parametri ambientali. In
particolare, i valori della temperatura e della pressione dell'aria e dell'umidità
relativa possono incidere sulla lunghezza d'onda (nell'aria) del fascio laser.
Se la variazione della lunghezza d'onda non viene compensata, il laser lineare
può produrre errori di misura fino a 50 ppm. Anche in un ambiente a temperatura
controllata le variazioni della pressione atmosferica possono causare modifiche
nella lunghezza d'onda, anche superiori a 20 ppm. Come indicazione generale,
si assiste a un errore di circa 1 ppm per ciascuna delle seguenti variazioni nelle
condizioni ambientali:
Temperatura dell’aria
1 °C
Pressione
3,3 mbar (0,098 in Hg)
Umidità relativa (a 20° C)
50%
Umidità relativa (a 40° C)
30%
Nota: questi valori rappresentano il caso peggiore e non sono
completamente indipendenti dai varori di altri parametri.
Questi valori possono essere ridotti utilizzando un'unità di compensazione
ambientale XC.
Il sistema XC misura l'umidità, la temperatura e la pressione dell'aria e utilizza
l'equazione di Edlen per calcolare l'indice di rifrazione dell'aria (e di conseguenza
la lunghezza d'onda del laser). La visualizzazione della quota del laser viene poi
automaticamente regolata per compensare ogni variazione della sua lughezza
d’onda. Il vantaggio di una sistema di compensazione automatico è che non è
richiesto alcun intervento dell’operatore e che la compensazione stessa viene
aggiornata frequentemente.
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compensatore
ambientale
La compensazione della lunghezza d'onda può essere applicata solo alle misure
lineari di posizionamento. Le altre misure (angolari, planarità, rettilineità e così
via), sono influenzate in maniera decisamente minore dalle condizioni ambientali
che incidono in modo simile sia sul fascio di misura che sul fascio di riferimento.
Posizionamento dei sensori dell'aria
Posizionamento del sensore della temperatura
ATTENZIONE
Per garantire la stabilizzazione termica, il sensore della temperatura dell'aria deve
rimanere all'interno dell'ambiente di misura almeno 15 minuti prima di iniziare a
misurare.
Il sensore deve essere posizionato quanto più vicino possibile al percorso
di misura del fascio laser e a circa metà strada sulla corsa dell’asse. Non
posizionare i sensori in prossimità di fonti di calore (ad esempio, motori) o di
spifferi di aria fredda.
Quando si misurano assi lunghi, controllare la presenza di gradienti di
temperatura dell'aria. Se la temperatura dell'aria mostra una variazione superiore
a 1° C lungo l'asse, utilizzare una ventola per aiutare la circolazione (questa
precauzione è particolarmente importante per gli assi verticali lunghi, in cui le
escursioni termiche sono più comuni). Non far passare i cavi dei segnali vicino a
fonti di interferenze elettriche, come ad esempio linee dell'alta tensione e motori
lineari.
Per una maggiore comodità di montaggio, i sensori della temperatura dell'aria
sono dotati di un foro passante che consente di avvitarli a qualsiasi superficie.
Sensori della pressione e dell'umidità relativa
I sensori della pressione e dell'umidità relativa sono integrati nell'unità di
compensazione ambientale XC. In generale, non è necessario misurare la
pressione dell'aria o l'umidità relativa nelle immediate vicinanze del percorso del
fascio laser, perché sono necessarie variazioni molto significative della pressione
e dell'umidità per produrre un errore di misura sensibile e di solito tali variazioni
non si presentano nell'area di lavoro. Tuttavia, si consiglia di posizionare il sensore
dell'umidità relativa ad una certa distanza da fonti di calore o spifferi di aria fredda.
Durante il montaggio, è importante verificare che il sensore dell'umidità non sia
ostruito.
Quando si devono calibrare assi verticali lunghi più di 10 metri, si consiglia di
posizionare il sensore della pressione a metà strada lungo la corsa dell’asse.
Compensazione dell'espansione termica del materiale
La temperatura di riferimento utilizzata a livello internazionale dalla comunità di
calibrazione è 20° C e, in genere, macchine utensili e CMM vengono calibrate
utilizzando tale valore. In un tipico ambiente di produzione, in cui spesso non
è possibile controllare in modo preciso le escursioni termiche, la macchina
non lavora a questa temperatura. Dato che molte macchine si espandono
o si contraggono in base alla temperatura, si potrebbero verificare errori di
calibrazione.
Per evitare questo problema, il software di misura lineare incorpora un sistema
matematico di correzione, definito compensazione dell'espansione termica o
"normalizzazione", che viene applicato alle letture lineari del laser. Il software
normalizza le misure utilizzando il coefficiente di espansione, che deve essere
immesso manualmente, e una temperatura media della macchina, misurata con
il sistema di compensazione XC. L'obiettivo di questa correzione è di valutare i
risultati della calibrazione laser che sarebbero ottenuti se la calibrazione della
macchina fosse eseguita a 20° C.
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ambientale
Coefficienti di espansione termica del materiale
Il livello di espansione o contrazione dei materiali a seguito di una variazione
di temperatura è minimo. Per tale ragione, il coefficiente di espansione termica
viene indicato in parti per milione per grado Celsius (ppm/°C). Tali coefficienti
specificano il grado di espansione o contrazione del materiale per ogni grado di
temperatura in più o in meno. Ad esempio, se il coefficiente di espansione termica
è +11 ppm/°C, per ciascun grado Celsius in più della temperatura del materiale si
verificherà un'espansione di 11 ppm ovvero 11 micrometri per metro di materiale.
L'incorretta compensazione dell'espansione termica è una delle principali cause
di errore nelle misure delle distanze lineari in ambienti privi di controllo termico,
perché i coefficienti di espansione dei materiali da lavoro più comuni sono
relativamente grandi rispetto ai coefficienti associati agli errori di compensazione
della lunghezza d'onda e all'allineamento del fascio laser.
Una misura normalizzata presenta un errore relativo all'accuratezza di misura
del sensore della temperatura del materiale. La misura dell'errore dipende dal
coefficiente di espansione termica della macchina da testare. Il sensore della
temperatura del materiale ha un'accuratezza di ±0,1° C. Pertanto, se la macchina
da testare ha un coefficiente di espansione termica di 10 ppm/°C, l'errore nella
normalizzazione della misura sarebbe ±1 ppm. Questo avviene in aggiunta
all'accuratezza di misura del sistema (±0,5 ppm) quando si utilizza l'unità di
compensazione ambientale XC.
Tuttavia, i due errori non sono correlati e il loro effetto combinato non è una
somma aritmetica, ma la radice quadrata della somma dei loro quadrati. Questo
significa che, nell'esempio fornito in precedenza, l'accuratezza di misura
normalizzata sarà di ±1,2 ppm per il laser e l'unità XC.
Se nel software viene immesso un coefficiente di espansione termica non
corretto, si verificheranno ulteriori errori di misura. Dato che i valori dei coefficienti
di espansione termica di macchine diverse possono variare anche di 10 ppm/°C
o più, è necessario assicurarsi che i valori immessi siano corretti. Se necessario,
consultare il produttore della macchina.
In genere, nel software viene immesso il coefficiente di espansione del sistema
di feedback della macchina, a meno che non si abbia una stima dell'accuratezza
dei pezzi lavorati, una volta riportati a una temperatura di 20° C. Nella tabella di
seguito vengono forniti i coefficienti di espansione tipici per i vari materiali utilizzati
comunemente per la costruzione delle macchine e dei loro sistemi di feedback di
posizione.
Nota: Dato che i coefficienti di espansione possono variare in base
alla composizione dei materiali e al loro trattamento, i valori forniti
rappresentano solo un'indicazione e vanno utilizzati solamente se non
sono disponibili i dati del produttore.
Materiale Applicazione
Coefficiente
di
espansione
ppm/°C
Ferro/acciaio
Elementi strutturali della macchina,
trazione a cremagliera, viti a ricircolo di
sfere
11,7
Lega di alluminio Strutture leggere delle macchine CMM 22
Vetro Encoder lineari di scala in vetro 8
Granito Strutture e tavole della macchina 8
Calcestruzzo Basi della macchina 11
Invar Encoder/strutture a bassa espansione <2
Vetro termostabile Encoder/strutture a espansione zero <0,2
10
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Quando si deve individuare il coefficiente di espansione, prestare particolare
attenzione nei casi in cui due materiali con coefficienti diversi siano fissati fra
loro. Ad esempio, nel caso di un sistema di feedback a cremagliera, il coefficiente
di espansione sarà più simile a quello del binario di ghisa a cui viene fissata la
cremagliera. Invece, nelle macchine gantry di grandi dimensioni, con guide fissate
a pavimento, il coefficiente di espansione della guida sarà limitato dal cemento
delle fondamenta. Molte righe moderne sono composte da materiali diversi:
una riga di vetro potrebbe essere fissata a una barra di alluminio, a sua volta
montata su un pezzo in ghisa della macchina. Tali situazioni possono complicare
la selezione di un coefficiente appropriato. Si consiglia di chiedere informazioni
al produttore della riga e/o a quello della macchina su cui la riga deve essere
installata.
Posizionamento dei sensori del materiale
ATTENZIONE
Per garantire la stabilizzazione termica, il sensore della temperatura del materiale
deve essere fissato al materiale per 25 minuti prima di iniziare a misurare.
Il primo passo durante il posizionamento dei sensori della temperatura del
materiale consiste nel decidere l'obiettivo primario per eseguire la compensazione
dell'espansione del materiale. In genere gli obiettivi possibili sono quattro:
1. Definire l'accuratezza di posizionamento lineare che si potrebbe ottenere se
la macchina venisse utilizzata in un ambiente a 20° C. In genere, questo è
l'obiettivo prefissato durante la costruzione, l'accettazione, la messa in opera o
la ricalibrazione della macchina e, in molti casi, corrisponde al valore indicato in
uno standard di accettazione nazionale o internazionale.
2. Eseguire una calibrazione in conformità a uno standard di accettazione
nazionale o internazionale.
3. Produrre una stima dell'accuratezza lineare raggiungibile dal sistema di
feedback della macchina, operando con una temperatura di 20° C. Questo
obiettivo è utile per la diagnosi di eventuali errori nel sistema di feedback.
4. Stimare l'accuratezza dei pezzi prodotti dalla macchina quando questi vengono
riportati a una temperatura di 20° C per l'ispezione. Questo obiettivo risulta
particolarmente importante per la produzione di pezzi non ferrosi accurati in
officine senza controllo della temperatura in cui i coefficienti di espansione del
sistema di feedback e del pezzo differiscono in modo significativo.
Spesso, fra i vari obiettivi vi sono differenze notevoli, soprattutto se il sistema di
feedback di posizione si riscalda durante il funzionamento della macchina (ad
esempio, nel caso di una a ricircolo di sfere) o se il coefficiente di espansione del
pezzo di lavoro è molto diverso da quello del sistema di feedback di posizione (ad
esempio, un pezzo di alluminio con encoder lineari a riga di vetro).
Il sensore della temperatura del materiale fornito con il sistema di compensazione
XC è dotato di una base magnetica per il fissaggio alla macchina da testare.
Verificare che vi sia un buon contatto termico fra il sensore della temperatura del
materiale e il materiale misurato.
Stima dell'accuratezza di una macchina che opera in un ambiente a
20° C
Per eseguire la stima dell'accuratezza di una macchina che opera in un ambiente
a 20°, posizionare uno o più sensori della temperatura del materiale sulla tavola
della macchina o su altre parti voluminose della struttura, che NON siano vicine
a fonti di calore, quali motori, scatole di ingranaggi, alloggiamenti di cuscinetti,
tubi di scarico o altro. Il coefficiente di espansione del materiale deve essere
impostato su quello del sistema di feedback.
Calibrazione in conformità agli standard nazionali e internazionali
Per calibrare l'accuratezza della macchina in conformità a uno standard nazionale
o internazionale, seguire la procedura definita nello standard. La procedura
dovrebbe fornire indicazioni sul posizionamento del sensore del materiale, sul
coefficiente di espansione da utilizzare e sul ciclo di riscaldamento macchina. Se
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compensatore
ambientale
lo standard richiede anche un test di deriva termica, sarà necessario includerlo.
Se la temperatura dell'aria fosse significativamente diversa da quella della
macchina, è probabile che vi siano differenze significative fra la temperatura della
superficie del materiale e quella al suo interno. In tali casi, prestare particolare
attenzione a posizionare i sensori della temperatura del materiale in modo da
misurare la temperatura interna. La temperatura può essere misurata in vari punti,
utilizzando fino a tre sensori del materiale e il fattore di compensazione applicato
si baserà su un valore medio.
Spesso si ritiene, erroneamente, che i sensori del materiale vadano posizionati
sempre sulla vite a ricircolo di sfere o sul sistema di feedback. In realtà, non è
sempre così, come dimostrato dagli esempi riportati di seguito.
Esempio:
Una macchina viene calibrata in officina a 25° C e, a causa del calore generato
dal funzionamento della macchina, la vite a ricircolo di sfere risulta 5° C più calda,
ovvero 30° C. Se i sensori del materiale venissero posizionati sulla vite, o molto
vicini ad essa, le letture del laser saranno compensate partendo dalla stima che
si sarebbe ottenuta con una vite che opera a 20° C. Tuttavia, se la macchina
funzionasse in un ambiente a 20° C, la temperatura della vite a ricircolo di sfere
NON sarebbe di 20° C.
Il calore generato dal funzionamento della vite e del motore sarebbe ancora
presente e la vite risulterebbe ancora 5° C più calda dell'ambiente (25° C).
Pertanto, piazzando i sensori sulla vite a ricircolo di sfere si otterrebbe una
compensazione eccessiva. Si consiglia di posizionare i sensori su un componente
di grandi dimensioni della macchina per ottenere una lettura della temperatura
legata alla temperatura ambientale media intorno alla macchina misurata nelle
ultime ore.
Stima dell'accuratezza del sistema di feedback della macchina a 20° C
Questa procedura viene solitamente utilizzata per scopi diagnostici. È possibile
che la macchina non abbia superato la calibrazione per l'obiettivo 1 o 2 e
l'accuratezza del sistema di feedback a 20° C debba essere verificato. In questo
caso, il fascio laser deve essere allineato quanto più vicino possibile all'asse del
sistema di feedback (per ridurre gli effetti dell'errore di Abbé).
I sensori della temperatura del materiale devono essere posti sul sistema di
feedback (o molto vicini ad esso) e il coefficiente di espansione deve essere
impostato su quello del sistema di feedback. La temperatura può essere misurata
in vari punti, utilizzando fino a tre sensori del materiale.
Produzione di pezzi accurati a 20° C
Se una macchina utensile viene sempre utilizzata per lavorare materiali con
coefficienti di espansione estremamente diversi da quelli del sistema di feedback,
come ad esempio leghe di alluminio, materiali compositi a base di carbonio,
ceramiche o altro, potrebbe risultare utile utilizzare il coefficiente di espansione
del pezzo di lavoro anziché quello del sistema di feedback. Questo metodo non
fornisce una calibrazione rappresentativa delle prestazioni della macchina a 20°
C, ma consente di migliorare l'accuratezza dei pezzi di lavoro quando questi
vengono riportati a 20° C per la misura.
I sensori della temperatura del materiale devono essere posizionati in modo da
misurare una temperatura simile a quella prevista per il pezzo di lavoro. In genere,
il posizionamento corretto è la tavola della macchina, ma bisogna prendere in
considerazione una serie di fattori, come ad esempio il sistema di raffreddamento
utilizzato e la velocità di rimozione del metallo. Inoltre, questo tipo di calibrazione
deve essere eseguito nelle condizioni abituali di funzionamento e risulta efficace
solo se la temperatura e i coefficienti di espansione dei vari pezzi di lavoro sono
simili fra loro.
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compensatore
ambientale
Compensazione automatica
Nella compensazione ambientale automatica l'unità XC esegue la compensazione
della lunghezza d'onda laser e dell'espansione termica del materiale. Se la
calibrazione viene eseguita in un ambiente in cui le condizioni atmosferiche
tendono a variare durante il test, si consiglia caldamente di ricorrere al metodo
automatico.
Per eseguire la compensazione automatica, connettere i sensori della
temperatura dell'aria e del materiale nelle apposite prese, poste lateralmente
sull'unità di compensazione XC. Per ulteriori informazioni, vedere la sezione
dedicata ai sensori ambientali. Collegare il sistema di compensazione XC al PC
utilizzando il cavo USB in dotazione.
In Capture è presente un riquadro di
monitoraggio del dispositivo XC che indica
se l'unità di compensazione è disponibile.
La compensazione ambientale viene
eseguita automaticamente.
Le letture del sistema di compensazione
XC vengono aggiornate ogni sette secondi
ed utilizzate per compensare le letture del
laser. Per ulteriori informazioni, vedere
il ciclo di aggiornamento del sistema di
compensazione XC.
Per specificare le unità ambientali da
utilizzare in modo predefinito, selezionare
"more" (altro), "settings" (impostazioni) ed
"environmental units" (unità ambientali).
ATTENZIONE
Prima di iniziare la procedura di calibrazione:
verificare che la macchina da calibrare sia rimasta accesa per un tempo
sufficiente a scaldare il motore e la riga dell'asse da calibrare.
Controllare che sia stato immesso un valore corretto per il coefficiente di
espansione termica (regolando il parametro di compensazione dell'espansione
del materiale).
Ciclo di aggiornamento del sistema di compensazione XC
Ogni sette secondi una lettura viene rilevata da uno dei sei sensori ambientali e
inviata al PC. La lettura viene utilizzata per aggiornare il fattore di compensazione
ambientale. L'ordine con cui vengono raccolte le letture dei sensori ambientali è la
seguente: temperatura dell'aria, umidità relativa, pressione dell'aria e i tre sensori
della temperatura del materiale.
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XC-80
compensatore
ambientale
Compensazione fissa del materiale
Alcune applicazioni potrebbero richiedere l'immissione di un valore fisso per la
compensazione della temperatura del materiale. Questo è il caso, ad esempio,
se una macchina include uno o più sensori del materiale e un sistema di
raffreddamento che mantiene la tavola a una temperatura controllata.
Per utilizzare una temperatura fissa del materiale aprire "Machine" (Macchina)
nella scheda "Define" (Definisci) di Capture e selezionare "Fixed material
temperature" (Temperatura fissa del materiale). Il valore fisso della temperatura
può essere immesso qui.
Specifiche
Introduzione
In questa sezione e in “Dimensioni e pesi” vengono riassunte le specifiche fisiche
e di funzionamento dei vari componenti del sistema.
Come parte della propria politica di costante miglioramento dei prodotti, Renishaw
si riserva il diritto di modificare l'aspetto e le specifiche senza preavviso.
Conservazione del sistema
Intervallo della temperatura di
conservazione
Da -25° a 70° C
Intervallo dell'umidità di
conservazione
0 - 95% senza condensa
Intervallo della pressione atmosferica
di conservazione
10 – 1200 mbar
Sensori e unità di compensazione ambientale XC
Intervallo di misura del sensore della temperatura
dell'aria
Da 0° a 40° C
Accuratezza di misura del sensore della
temperatura dell'aria
±0,2° C
Intervallo di misura del sensore della pressione
dell'aria
650 – 1150 mbar
Accuratezza di misura del sensore della pressione
dell'aria
±1,0 mbar#
Intervallo di misura del sensore dell'umidità relativa 0 - 95% senza condensa
Accuratezza di misura del sensore dell'umidità
relativa
±6%
Accuratezza della compensazione della lunghezza
d'onda
±0,5 ppm †*
Intervallo di misura del sensore della temperatura
del materiale
Da 0° a 55° C
Accuratezza di misura del sensore della
temperatura del materiale
±0,1° C
Intervallo di aggiornamento automatico della
compensazione
7 secondi
Intervallo di aggiornamento del singolo sensore 42 secondi
Periodo di ricalibrazione consigliato 12 mesi
Uscite Conformi a USB 2
Alimentazione elettrica
Alimentato tramite USB
Utilizzo corrente
massima = 100 mA
# Compensatore XC con orientamento orizzontale
† Nota: I valori dell'accuratezza non includono gli errori associati alla
normalizzazione delle letture a una temperatura del materiale di 20° C
* k=2 (certezza 95%) EA-4/02, ISO
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XC-80
compensatore
ambientale
Pesi e dimensioni
Unità di compensazione ambientale XC (dimensioni in mm)
Descrizione Peso
Compensatore XC-80 490 g
Sensore della temperatura dell'aria 48 g
Sensore della temperatura del materiale 45 g
Numeri di codice
Numero di
codice
Include Numero di codice
A-9908-0510
Kit compensatore
XC-80
Compensatore XC-80 N/D
Sensore temperatura del
materiale e cavo
A-9908-0879
Sensore temperatura dell'aria e
cavo
A-9908-0879
Piastra di montaggio XC A-9908-0892
Cavo USB A-9908-0286
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