PATENTE
FMS (Floating Mount System)
Es handelt sich um ein spannungsfreies System zur Befestigung des Tisches am Rahmen, das sich durch eine freie Wärmeausdehnung der Tischplatte auszeichnet. Diese Lösung ist hauptsächlich für großformatige Strukturen bestimmt, bei denen sich die Rahmen- und Tischmaterialien in Bezug auf die Wärmeausdehnungskoeffizienten erheblich unterscheiden, z. B. Stahlrahmen und Aluminiumtisch.
Der Tisch ist auf drei Trägern in der Z-Achse fixiert und die Befestigung erfolgt in Richtung der Z-Achse mittels flexibler Elemente derart, dass die Flexibilität auf die XY-Ebene gerichtet ist. Ein solches System der Fixierung und Befestigung lässt drei Freiheitsgrade frei, was einen spannungsfreien thermischen Betrieb bei der Ausdehnung von Materialien unter Temperatureinfluss gewährleistet. Der Schwebetisch kann – falls erforderlich – zusätzlich fixiert werden, indem ein bis drei verbleibende Freiheitsgrade weggenommen werden – z. B. wenn es notwendig ist, mehrere Rahmen + Tischstrukturen zu einem System zu kombinieren.
PL (Programming Light)
Unsere innovative Lösung ist eine programmierbare Informationslampe. Der Benutzer, der über die entsprechende Schnittstelle verfügt, ist in der Lage, Lichtbotschaften in Abhängigkeit von den ausgewählten Ereignissen zu programmieren. Diese Lösung unterscheidet sich von der in Maschinen üblichen klassischen Lösung dadurch, dass neben den drei gängigen Zuständen (grün, orange, rot) auch neue Betriebszustände des Systems definiert werden können, z. B. blau als weiterentwicklung von grün, wenn der Prozess korrekt verläuft, aber eine der kontrollierten Kennlinien nahe am Grenzwert liegt.
Der Benutzer kann auch sog. „Einschübe“ in Form einzelner, kurzer Impulse programmieren. Beispielsweise kann das System während des normalen Betriebs mit einem einsekündigen orangen Licht über das Erscheinen einer besonderen Nachricht informieren, die gelesen werden sollte.
TC/FTC (Temperature Compensation/Flexible Temperature Compensation)
Temperaturkompensationssysteme werden üblicherweise in verschiedenen Arten von Geräten und Maschinen verwendet. Dies sind jedoch Systeme, die für eine bestimmte Konstruktionslösung entwickelt wurden – sie sind nicht editierbar. FTC ist eine Schnittstelle, mit der Sie beliebige Ketten von Temperaturkorrekturen definieren und bearbeiten können. Die Schnittstelle kann für bereits vorhandene Maschinen, Geräte, Vorrichtungen usw. verwendet werden – so, wie einmalig, d. h. einmal definiert, wird sie zu jeder Konstruktionslösung implementiert, ist aber insbesondere zeitlich variierenden Konstruktionslösungen gewidmet.
Dies sind beispielsweise Geräte, deren Arbeitsraum modifizierbar ist und sich je nach Bedarf der in diesem Raum installierten Griffe, Werkzeuge, Manipulatoren, Roboter, Geräte etc. verändert, wobei solche Modifikationen immer auch in die Geometrie des Arbeitsraums eingreifen, sowie in die Art von Materialien, aus denen dieser Raum besteht, und dies erfordert die Schaffung eines neuen Temperaturkompensationsmodells. Beispielsweise berücksichtigen solche Kompensationssysteme in Werkzeugmaschinen die Instrumente und das Werkstück nicht, was dazu führt, dass thermische Verformungen des Werkstücks bei Prozessen mit variablen Temperaturen vernachlässigt werden. FTC ermöglicht die Neudefinition und Bearbeitung von Kompensationsmodellen sowie deren Speicherung in der Tabelle zur Wiederverwendung.
Anwendungsbeispiel.
Messtisch ausgestattet mit einem Roboter-Messarm und dem in der Halterung fixierten Messobjekt.
Aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Materialien wird sich die Spitze des Messsensors unter Temperatureinfluss thermisch um einen anderen Wert bewegen als der Messpunkt, und die Temperaturschwankungen während der Messung erschweren die Problematik zusätzlich.
Weiter oben ist der Zustand des Messsystems am Punkt P1 dargestellt, bei einer Kalibrierungstemperatur von z. B. 20 oC. In einem solchen System fällt (nach Kalibrierung) der Kontaktpunkt des Sensors C1 mit dem Messpunkt P1 zusammen und alle Koordinaten der xyz-Position stimmen entsprechend überein. Wird dieses System einer Temperatur von z. B. 40 oC ausgesetzt, bewegt sich Punkt P1 um einen anderen Wert als Punkt C1, wie in der folgenden Simulation gezeigt:
z. B. für X- und Z-Achse:
Kombination von X-, Y- und Z-Vektoren:
Die Bestimmung der Temperaturkompensationskette, unter der Annahme, dass sich der Roboterarm gleichmäßig erwärmt, sieht wie folgt aus:
FTCermöglicht über seine Schnittstelle die Modifikation der Kette im Falle des Auftretens von Elementen, die aufgrund der Wärmeausdehnung wichtig sind. Im diskutierten Beispiel kann es sich um den Einsatz eines Roboters handeln, dessen Konstruktion auf verschiedenen Materialien basiert.
Zum Beispiel einen Scara-Roboter, dessen Z-Achse meist aus Stahl besteht. Das Ersetzen eines sechsachsigen Roboters durch einen vierachsigen Scara an der besprochenen Station läuft darauf hinaus, die Kompensationskette für den Roboter selbst durch einen zusätzlichen I2-Vektor zu modifizieren:
In ähnlicher Weise erfordert die Situation eine Modifikation der Kompensationskette unter Verwendung einer anderen Art von Grundplatte, Körper, Befestigungsvorrichtung oder Referenziermethode, die andere Angriffspunkte, Richtungen und Längen von Vektoren beeinflusst.
Die Kompensationskette kann auch das Einbringen zusätzlicher Vektoren in monolithische Elemente oder Baugruppen von Geräten/Maschinen erfordern, die auf einer Ein-Material-Konstruktion basieren, aber aufgrund unterschiedlicher Temperaturerhöhungen ∆T eine unterschiedliche Wärmeausdehnung aufweisen. Diese unterschiedlichen Zuwächse können aus heterogen verteilten externen und internen Wärmequellen resultieren. Beispielsweise erwärmen sich die Achsen des Roboters unterschiedlich aufgrund der größeren Bewegungsintensität einer der Achsen oder dem Einbau unterschiedlich starker Antriebe in diese Achsen. Für diesen Fall könnte die Kompensationskette wie folgt aussehen:
