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Winkelprüfeinrichtung

Motivation

Werden Direktantriebe zur absoluten Positionierung verwendet und ist dabei der zu erwartende Winkelfehler zu groß, muss eine Kalibrierung durchgeführt werden. Um auch hochfrequente Teilungsfehler zu erfassen und verbleibende Restfehler deutlich zu minimieren, wird eine Erweiterung des Standardverfahrens für die Kalibrierung von Winkelmesssystemen angewendet, die die Bestimmung einer Kalibrierfunktion mit hoher Stützpunktanzahl garantiert.

 

Messmittel

  • Elektronischer 2-Achs-Autokollimator ELCOMAT 3000 von Möller-Wedel
  • Leitz Spiegelpolygon mit 12 Flächen und ausrichtbarer Polygonachse

 

Verfahren

Das Grundprinzip des Rosettenverfahren (Standardverfahren) besteht aus einem Vergleich aller Teilungswinkel von zwei Kreisteilungen in allen möglichen Relativlagen der beiden Teilungen zueinander. Somit ist eine gleichzeitige Kalibrierung von Spiegelpolygon und Prüfling möglich. Allerdings bleibt das Verfahren beschränkt auf die Anzahl der Polygonflächen als Stützstellen. Mit einem kalibrierten Spiegelpolygon kann direkt ein Soll-Ist-Vergleich der Kreisteilung durchgeführt werden. Eine Erweiterung auf beliebige Winkelintervalle wird durch das Verfahren der "eingehängten Messreihe" erreicht. Dabei werden innerhalb eines Winkelintervalls des Spiegelpolygons Messreihen an diskreten Startpositionen begonnen und diese durch eine rechnerische Zentrierung in die Rosettenmessreihe eingehängt.

 

Anwendung 

Kalibrierung rotativer Direktantriebe (Drehtisch DT-2P und DT-3P) von IDAM (INA Drives & Mechatronics) ausgestattet mit einem Winkelmesssystem von Numerik Jena (Auflösung 0.36" bzw. 0.22"). Bestimmung der Summenteilungsfehler in 1°-Intervallschritten und Schätzung einer Kalibrierfunktion mit hochfrequenten Anteilen. Der Grad der Parametrisierung einer Kalibrierfunktion sollte im Zusammenhang mit der jeweiligen Positionsabweichung des Direktantriebs abgeschätzt werden.

   
Drehtisch mit Spiegelpolygon und Autokollimator. Summenteilungsfehler, Kalibrierfunktion und verbleibende Restabweichung

  

Depenthal, C.
Automatisierte Kalibrierung von Richtungsmesssystemen in rotativen Direktantrieben. Allgemeine Vermessungs-Nachrichten (AVN), Heft 8/9 (2006), S. 305-309.

Depenthal, C.
Direktantriebe absolut positioniert - Ein Beitrag zur Kalibrierung rotativer Messsysteme in Direktantrieben. Antriebstechnik, Heft 5/2007, S. 36-39.

  

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Manfred Juretzko