Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Современное машиностроение требует высочайшей точности позиционирования и контроля перемещений в станках с числовым программным управлением. В этой области произошла революция с появлением интегрированных измерительных систем, встроенных непосредственно в рельсовые направляющие. Компания SCHNEEBERGER стала пионером в разработке системы AMS (Absolute Measuring System), которая кардинально изменила подход к измерению позиции в линейных направляющих.
Интегрированные измерительные системы представляют собой симбиоз направляющей и измерительного устройства, объединенных в единую конструкцию. Это решение обеспечивает непревзойденную точность, компактность и надежность по сравнению с традиционными внешними энкодерами. Технология особенно востребована в высокоточных станках, медицинском оборудовании, полупроводниковой промышленности и других областях, где критичны микронные погрешности.
Система AMS от SCHNEEBERGER основана на магниторезистивной технологии и представлена несколькими модификациями, каждая из которых адаптирована под конкретные задачи промышленности.
В основе системы AMS лежит магниторезистивный эффект, при котором изменение магнитного поля приводит к изменению электрического сопротивления специальных тонкопленочных резисторов. Магнитная шкала интегрируется непосредственно в рельс направляющей, а считывающая головка монтируется на каретке.
Формула расчета погрешности:
Общая погрешность = ±√((Погрешность шкалы)² + (Погрешность интерполяции)² + (Температурная погрешность)²)
Пример для AMSABS 3B:
При длине 1000 мм и температуре 20°C:
Общая погрешность = ±√((5 мкм)² + (0.8 мкм)² + (1 мкм)²) = ±5.2 мкм
Ключевое преимущество системы AMS заключается в абсолютном кодировании позиции. После включения питания система немедленно определяет точное положение каретки без необходимости процедуры референтирования. Это достигается благодаря уникальному коду, записанному по всей длине магнитной шкалы.
В токарном станке с системой AMSABS 4B после внезапного отключения электропитания и последующего включения, система мгновенно определяет положение резцовой головки с точностью ±5 мкм без выполнения процедуры поиска нулевой точки, что экономит время и предотвращает потенциальные повреждения заготовки.
Традиционные измерительные системы в станках с ЧПУ основаны на внешних энкодерах различных типов, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.
Оптические энкодеры десятилетиями доминировали в сфере высокоточных измерений. Принцип работы основан на прерывании светового потока от светодиода к фотодетектору специальным диском или линейкой с нанесенными метками. Разрешение современных оптических систем может достигать долей микрометра.
Магнитные энкодеры используют изменения магнитного поля для определения позиции. Они более устойчивы к загрязнениям и вибрациям по сравнению с оптическими, но традиционно уступают им в точности. Современные магниторезистивные технологии значительно сократили этот разрыв.
Индуктивные измерительные системы, такие как Inductosyn, основаны на изменении взаимной индуктивности между передающей и приемной обмотками. Они обеспечивают высокую точность и устойчивость к внешним воздействиям, но требуют сложной электроники обработки сигналов.
Сравнение интегрированных систем SCHNEEBERGER AMS с традиционными энкодерами выявляет ряд принципиальных различий, влияющих на выбор технологии для конкретного применения.
В традиционных системах измерения источники погрешностей множественны и включают механические деформации крепежа энкодера, тепловые расширения промежуточных элементов, люфты в передаточных механизмах. Интегрированные системы AMS измеряют позицию непосредственно в точке приложения нагрузки, исключая многие источники погрешностей.
Ключевое преимущество интегрированных систем проявляется при анализе системной погрешности. В традиционных схемах измерения погрешность накапливается от энкодера через передаточные механизмы к рабочему органу станка.
Традиционная система:
Общая погрешность = Погрешность энкодера + Погрешность передачи + Температурные деформации + Люфты
Пример: ±1 мкм + ±3 мкм + ±2 мкм + ±1 мкм = ±7 мкм
Интегрированная система AMS:
Общая погрешность = Погрешность измерения в точке нагрузки
Пример: ±5 мкм/м × 0.5 м = ±2.5 мкм
Внедрение интегрированных измерительных систем в станки с ЧПУ обеспечивает множественные преимущества, которые выходят за рамки простого повышения точности.
Интегрированные системы кардинально упрощают конструкцию станка, исключая необходимость в отдельных энкодерах, их кронштейнах, защитных кожухах и соединительных муфтах. Это не только снижает общую массу подвижных частей, но и уменьшает количество потенциальных источников отказов.
Снижение инерционности подвижных узлов благодаря интеграции измерительной системы позволяет достигать более высоких ускорений и скоростей при сохранении точности позиционирования. Это особенно критично для высокоскоростной обработки и применений с частыми реверсами движения.
В 5-осевом фрезерном центре с системой SCHNEEBERGER AMS удалось увеличить скорость позиционирования на 35% при одновременном снижении времени установившегося позиционирования на 25% по сравнению с традиционной системой с линейными энкодерами. Точность обработки сложных поверхностей улучшилась с IT7 до IT6.
Интеграция измерительной системы в направляющую обеспечивает защиту чувствительных элементов от внешних воздействий. Магниторезистивная технология AMS демонстрирует высокую устойчивость к вибрациям, ударам, магнитным помехам и загрязнениям, характерным для производственной среды.
Выбор между интегрированными системами AMS и традиционными энкодерами определяется специфическими требованиями применения, условиями эксплуатации и технико-экономическими факторами.
Интегрированные системы SCHNEEBERGER AMS наиболее эффективны в применениях, где критичны компактность, надежность и простота обслуживания. К таким областям относятся медицинское оборудование, полупроводниковая промышленность, высокоточное машиностроение и автоматизированные сборочные линии.
В аэрокосмической промышленности интегрированные системы AMS используются в станках для обработки крупногабаритных деталей, где длина измерения превышает 10 метров. В медицинской технике они обеспечивают точное позиционирование в компактных устройствах лучевой терапии и хирургических роботах.
Для практической реализации проектов с интегрированными измерительными системами компания Иннер Инжиниринг предлагает широкий спектр высококачественных направляющих от ведущих мировых производителей. В нашем каталоге представлены рельсы Schneeberger с возможностью интеграции систем AMS, включая высокоточные роликовые рельсы и высокоточные шариковые рельсы для самых требовательных применений. Также доступны решения от Bosch Rexroth, включая рельсы для больших нагрузок и рельсы из нержавеющей стали.
Для проектов, требующих традиционных решений без интегрированных измерительных систем, в каталоге представлены линейные роликовые направляющие THK, направляющие с перекрестными роликами THK, а также широкий выбор стандартных серий: HG, EG, MGN и RG. Наши специалисты готовы предоставить техническую консультацию по выбору оптимального решения с учетом специфики вашего применения и требований к точности позиционирования. Полный ассортимент рельсов и кареток доступен для изучения в нашем каталоге.
Одним из ключевых преимуществ интегрированных систем SCHNEEBERGER AMS является упрощение процессов установки и обслуживания по сравнению с традиционными измерительными системами.
Установка системы AMS не требует прецизионного выравнивания считывающей головки относительно шкалы, что является критичным требованием для оптических энкодеров. Магниторезистивная технология обеспечивает стабильную работу в широком диапазоне воздушных зазоров и угловых отклонений.
1. Механическое крепление направляющих рельсов с интегрированной шкалой
2. Установка каретки с предустановленной считывающей головкой
3. Подключение интерфейсного кабеля к системе ЧПУ
4. Автоматическая калибровка системы (выполняется однократно)
5. Верификация точности с помощью лазерного интерферометра
Общее время установки: 2-4 часа против 8-12 часов для традиционной системы
Системы AMS поддерживают множественные промышленные интерфейсы, включая SSI, BiSS, EnDat, а также специализированные протоколы ведущих производителей систем ЧПУ таких как FANUC, Siemens, Mitsubishi, Heidenhain.
Встроенная система диагностики AMS непрерывно контролирует качество сигнала, температурный режим и механическое состояние компонентов. Система предупреждений позволяет планировать профилактическое обслуживание до возникновения отказов.
Традиционная система (5 лет эксплуатации):
Обслуживание: 40 часов × 50 $/час = 2000 $
Незапланированные простои: 15 часов × 200 $/час = 3000 $
Замена компонентов: 800 $
Общие затраты: 5800 $
Интегрированная система AMS (5 лет):
Обслуживание: 10 часов × 50 $/час = 500 $
Незапланированные простои: 3 часа × 200 $/час = 600 $
Замена компонентов: 200 $
Общие затраты: 1300 $ (экономия 77%)
Развитие интегрированных измерительных систем направлено на дальнейшее повышение точности, расширение функциональности и интеграцию с концепциями Индустрии 4.0.
Следующее поколение систем AMS будет включать расширенные диагностические возможности с применением машинного обучения для предсказательного обслуживания. Планируется внедрение беспроводной передачи данных и интеграция с облачными системами мониторинга.
Исследования в области наноматериалов открывают возможности создания магниторезистивных датчиков с улучшенными характеристиками. Применение графеновых структур может повысить чувствительность и температурную стабильность систем измерения.
Современные интегрированные измерительные системы должны соответствовать строгим международным стандартам и требованиям отраслевых регламентов.
Детальное сравнение технических параметров различных измерительных систем позволяет обоснованно выбрать оптимальное решение для конкретного применения.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.