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Präzisions-High-Speed-Linearmessbahn (PHIL)

 

Ziel

Das klassische Untersuchungswerkzeug einer Linearmessbahn wurde im Hinblick auf kinematische Prüfungen neu entwickelt. Sie sollte die Bestimmung der Nahbereichskorrektur bei EDM mit einer Unsicherheit von 0.1 mm und gleichzeitig Prüfungen und Untersuchungen im kinematischen Bereich zulassen. Hierfür soll eine Verfahrgeschwindigkeit von 8 m/s bei möglichst kurzer Beschleunigungsstrecke erreicht werden. Die zeitliche Zuordnung der Position des Messwagens soll der geforderten Positionierunsicherheit von 10 mm im High-Speed-Modus und 1 mm im low-speed-Modus (0.2 m/s) erreichen.

 

PHIL - Clip

   

 

Der kleine Kurzfilm über PHIL, erstmals gezeigt auf unserem Intergeo-

Messestand 2006.

 

 

 PHIL_800kBits.avi

 Windows Media Player, RealPlayer, Nero Showtime, ...

 

   7.9 MB

 PHIL_800kBits.mpg

  nur Player mit MPEG-2-Erweiterung (DVD, SVCD, ...)

 

 

   5.6 MB

  PHIL_800kBits.wmv

 Windows Media Player, RealPlayer, Nero Showtime, ...

 

   3.8 MB

  PHIL_800kBits.mov

 Quicktime Player, RealPlayer, ...

 

   2.8 MB

 

Aktueller Stand

Die Präzisions-High-Speed-Linearmessbahn (PHIL) ist in der ersten Entwicklungsstufe realisiert. Auf ihr kann interferometergestützt innerhalb einer Messzeit von 30 Minuten die Nahbereichskorrektur eines (reflektorlosen) Distanzmessers ermittelt werden. Auf die Interferometerstützung im High-Speed-Modus wurde aufgrund der Verfügbarkeit entsprechend schneller Interferometer verzichtet. Stattdessen wurde die Positionierungsunsicherheit optimiert. Die Relativpositionierung erreicht 40 μm im statischen Betrieb, was unter anderem durch die speziell flache Messwagenkonstruktion bedingt ist, die die Einhaltung des Abbé´schen Komparatorprinzips auch im interferometerfreien Betrieb weitgehend sicherstellt. Außerdem garantiert diese Messwagenkonstruktion hohe Beschleunigungen (zweifach eines Porsche-Cayman). Als besonderes Merkmal ist der Zahnriemenantrieb zu nennen, der sich als ausreichend langzeitstabil erwiesen hat. Weitere Spezifikationen sind der Tabelle zu entnehmen. 

Technische Daten

 

Bahnlänge

 24 m

größte Geschwindigkeit(v_max)

 9 m/s

kleinste Geschwindigkeit(v_min)

 0.09 m/s

Nutzlänge bei v_max

 17 m

größte Beschleunigung

 12 m/s2

theoretische "Positioniergenauigkeit" (kleinster Positionierschritt)

 18µm

Nutzlast (bis 3 m/s)

 3 kg

Nutzlast (bei v_max)

 0.4 kg

Kraftübertragung mittels

Zahnriemen (über 2

mal 50 m)

Spezifikationen Betriebsart "Interferometer"

 

Rückführung

Interferometer

Unsicherheit¹ der Distanzmessung relativ (in IFM- Strahlhöhe)

 2µm

Unsicherheit¹ der Distanzmessung relativ (in Bezug auf

herkömmliche EDM -Reflektoren)

 0.1 mm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¹ Kombinierte Unsicherheit nach DIN V ENV 13005, Betriebsart "Interferometer"

 

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Peter Runge (Konstruktion)

Michael Barth (Software)

Dr.-Ing. Manfred Juretzko (Betrieb)