Sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado

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(1)Sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado. Septiembre 2015.

(2) Informaciones sobre • Sistemas angulares de medida con rodamiento integrado • Captadores rotativos • Captadores rotativos para accionamientos eléctricos • Encoders lineales abiertos • Sistemas lineales de medida para máquinas herramienta de control numérico • Electrónicas de interfaz de HEIDENHAIN • Los controles numéricos de HEIDENHAIN se pueden adquirir solicitándolos o puede encontrarlos en Internet en www.heidenhain.de.. 2. La descripción detallada de todas las interfaces disponibles, así como las instrucciones eléctricas generales pueden consultarse en el catálogo Interfaces ID 1078628-xx Con la publicación de este catálogo dejan de ser válidas todas las ediciones anteriores. Para cursar pedidos a HEIDENHAIN se toma siempre como referencia la versión de actual del catálogo, vigente en la fecha de cierre del contrato. Las normas (EN, ISO etc.) son aplicables únicamente si se citan expresamente en el catálogo.

(3) Índice. Resumen. 4. Sistemas angulares de medida de HEIDENHAIN Ayuda para la selección. Sistemas angulares de medida y sistemas de medida modulares sin rodamiento integrado. 6. Sistemas angulares de medida absolutos con rodamiento integrado. 10. Sistemas angulares de medida incrementales con rodamiento integrado. 12. Prestaciones técnicas e información de montaje Principios de medición. Soporte de medida, procedimiento de medición incremental. 14. Captación del soporte de medida. 16. Precisión de la medición. 18. Fiabilidad. 22. Tipos de diseños mecánicos y montaje. 24. Información mecánica general. 32. Características técnicas Sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado. Serie o modelo. Precisión de la graduación. ERP 880. ± 0,9”. 34. ERP 4080/ERP 8080. hasta ± 1,0”. 36. Serie ERO 6000. hasta ± 2,0”. 38. ERO 6180. ± 10”. 40. Serie ERA 4000. hasta ± 1,7”. 42. Serie ERA 7000. hasta ± 1,6”. 48. Serie ERA 8000. hasta ± 1,9”. 52. » 1 VPP. 56. « TTL. 57. Conexión eléctrica Interfaces y asignación Señales incrementales de contactos Elementos de conexión y cables. 58. Equipos de comprobación HEIDENHAIN. 61. Electrónicas de interfaz. 64. Electrónicas de evaluación. 66.

(4) Sistemas angulares de medida de HEIDENHAIN. El concepto de sistema angular de medida habitualmente describe los sistemas de medida con una precisión mejor que ± 5” y con más de 10.000 líneas.. ERA 4000. Mesa circular. Dichos sistemas angulares de medida se emplean en aplicaciones que requieren una detección muy precisión de ángulos en el rango de pocos segundos angulares, p. ej. en mesas giratorias y cabezales basculantes de máquinas herramienta, ejes C de tornos, y también en dispositivos de medición, telescopios, etc.. Aplicaciones adicionales, como escáneres, sistemas de posicionamiento, unidades de impresión o sistemas de desviación del haz requieren una repetibilidad elevada y / o una elevada resolución angular. Los sistemas de medida para dicho tipo de aplicaciones se denominan asimismo sistemas angulares de medida. Por el contrario, los generadores de impulsos rotativos se utilizan para aplicaciones en las que la precisión no es relevante, p. ej., en automatización, servoaccionamientos y otras.. Montaje del sistema angular de medida ERA 4000 en la mesa circular de una máquina herramienta. En función de las aplicaciones y sus requerimientos, en las tablas siguientes figuran distintos sistemas angulares de medida.. Mesa giratoria en máquinas herramienta. 4. Mesa XYT. Telescopio de grandes dimensiones.

(5) Sistemas angulares de medida con rodamiento integrado En lo que concierne a los sistemas angulares de medida con rodamiento integrado RCN, RON, RPN y ROD se trata de sistemas completos encapsulados y con rodamiento propio. Se caracterizan por un montaje y ajuste sencillo. El acoplamiento estátor integrado (en RCN, RON y RPN) o el acoplamiento del eje separado (en el ROD) compensan las desviaciones del eje medido. En particular, los sistemas angulares de medida con acoplamiento de estátor integrado presentan un buen comportamiento dinámico, dado que para una aceleración angular del eje, el acoplamiento únicamente debe absorber el momento de giro resultante de la fricción en el rodamiento, Ventajas adicionales;: • Tamaño comptacto para espacios reducidos • Eje hueco de hasta 100 mm para el paso de conductores de alimentación, etc. • Montaje sencillo • Amplias tolerancias de montaje Ayuda para la selección, véase las páginas 10 a 13. Resumen. Sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado Los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado (sistemas angulares de medida modulares)ERP, ERO y ERA comprenden dos componentes, cabezal lector y soporte de graduación, que durante el montaje se alinean orientándose hacia sí. Por este motivo, la excentricidad del eje, el montaje y el ajuste poseen una repercusión decisiva en la precisión de medición obtenible. Existen sistemas angulares de medida modulares con distintos soportes de graduación • ERP/ERO: Disco graduado de vidrio en el eje • ERA 4000 Tambor de acero • ERA 7000/8000 Cinta de acero Los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado están diseñados para su integración en los cuerpos de la máquina o componente. Son apropiados para las siguientes exigencias: • Gran diámetro de eje hueco (hasta 10 m con una cinta) • Elevadas revoluciones • Sin par de giro adicional en el arranque debido a las juntas de estanqueidad axial • Elevada reproducibilidad • Flexibilidad elevada en la adaptación al lugar de montaje (versiones círculo completo o segmento con cinta) Puesto que los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado no se suministran encapsulados, es imprescindible asegurar el tipo de protección requerido en principio con el montaje adecuado. Ayuda para la selección, véase las páginas 6 a 9. Para información detallada acerca de los sistemas angulares de medida con rodamiento integrado véase en Internet bajo www.heidenhain.de o en el catálogo separado.. 5.

(6) Ayuda para la selección Sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado. Serie. Versión y montaje. Dimensiones principales en mm. Diámetro D1/D2. Precisión de Velocidad de la graduación giro admisible mecánicamente. Sistemas angulares de medida con graduación sobre disco graduado de vidrio –1. ERP 880. Retícula de fases sobre disco graduado de vidrio con buje; atornillado en el eje por la superficie frontal. –. ± 0,9”.  1 000 min. ERP 4000. Retícula de fases sobre disco graduado de vidrio con buje; atornillado en el eje por la superficie frontal. D1: 8 mm D2 44 mm. ± 2”.  300 min. D1: 50 mm D2 108 mm. ± 1”.  100 min. ERP 8000. –1. –1. ERO 6000. Graduación METALLUR sobre disco graduado de vidrio con buje; atornillado en el eje por la superficie frontal.. D1: 25/95 mm D2: 71/150 mm. ± 5”/ ± 3,5”. –1  1 600 min /  800 min–1. ERO 6100. Graduación de cromo sobre vidrio; atornillado en el eje por la superficie frontal. D1: 41 mm D2 70 mm. ± 10”.  3 500 min. –1. Sistemas angulares de medida con graduación sobre tambor graduado de acero –1. ERA 4x80. Tambor graduado con collar de centrado; atornillado en el eje por la superficie frontal. D1: 40 mm bis 512 mm D2: 76,5 mm bis 560,46 mm. ± 5” hasta ± 2”.  10 000 min hasta  1 500 min–1. ERA 4282. Tambor graduado para una precisión elevada; atornillado en el eje por la superficie frontal. D1: 40 mm bis 270 mm D2: 76,5 mm bis 331,31 mm. ± 4” hasta ± 1,7”.  10 000 min hasta  2 500 min–1. 1). 6. mediante interpolación integrada. –1.

(7) Interfaz. Periodos de señal/vuelta. Marcas de referencia. Modelo. Página. » 1 VPP. 180 000. una. ERP 880. 34. » 1 VPP. 131 072. sin. ERP 4080. 36. » 1 VPP. 360 000. sin. ERP 8080. » 1 VPP. 9 000/ 18 000. una. ERO 6080. « TTL. 45.000 hasta una 900.0001). ERO 6070. » 1 VPP. 4 096. una. ERO 6180. 40. » 1 VPP. 12.000 hasta 52.000. con marcas de referencia codificadas. ERA 4280 C. 42. 6.000 hasta 44.000. 12.000 hasta 52.000. ERP 4080. 38. ERO 6080. ERA 4480 C ERA 4000. 3.000 hasta 13.000 » 1 VPP. ERP 880. ERA 4880 C con marcas de referencia codificadas. ERA 4282 C. 46. 7.

(8) Ayuda para la selección Sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado y sistemas de medida modulares Serie. Versión y montaje. Dimensiones principales en mm. Diámetro D1/D2. Precisión de Velocidad de la graduación giro admisible mecánicamente. Sistemas angulares de medida con graduación sobre cinta de acero –1. ERA 7000. Cinta de medición de acero para montaje en interiores, versión de círculo completo1); la cinta de medición se tensa por el perímetro. 458,62 mm hasta 1146,10 mm. ± 3,9” hasta ± 1,6”.  250 min hasta  220 min–1. ERA 8000. Cinta de medición de acero para montaje en exteriores, versión de círculo completo1); la cinta de medición se tensa en el perímetro. 458,11 mm hasta 1145,73 mm. ± 4,7” hasta ± 1,9”. aprox.  45 min. –1. Sistemas de medida modulares con graduación magnética –1. ERM 2200. Tambor graduado de acero con graduación MAGNODUR; atornillado en el eje por la superficie frontal. D1: 70 mm bis 380 mm D2: 113,16 mm bis 452,64 mm. ± 7” hasta ± 2,5”.  14 000 min hasta  3 000 min–1. ERM 200. Tambor graduado de acero con graduación MAGNODUR; atornillado en el eje por la superficie frontal. D1: 40 mm bis 410 mm D2: 75,44 mm bis 452,64 mm. ± 11” hasta ± 3,5”.  19 000 min hasta  3 000 min–1. ERM 2400. Tambor graduado de acero con graduación MAGNODUR; fijación por bloqueo. D1: 40/55 mm ± 17” hasta D2: 64,37/ 75,44 mm ± 9”.  33 000 min hasta  27 000 min–1. D1: 40 mm bis 100 mm D2: 58,6 bis 120,96 mm.  47 000 min hasta  16 000 min–1. ERM 2900. 1). 8. A peticíon soluciones de segmento. ± 68” hasta ± 33”. –1. –1. –1.

(9) Interfaz. Periodos de señal/vuelta. Marcas de referencia. Modelo. Página. » 1 VPP. 36.000 hasta 90.000. con marcas de referencia codificadas. ERA 7480 C. 48. » 1 VPP. 36.000 hasta 90.000. con marcas de referencia codificadas. ERA 8480 C. 52. » 1 VPP. 1.800 hasta 7.200. una. ERM 2280. Catálogo Sistemas de medida modulares y magnéticos. « TTL. 600 hasta 3.600. una. ERM 220. » 1 VPP. ERM 280. » 1 VPP. 512 hasta 600 una. ERM 2485. » 1 VPP. 192 hasta 400 una. ERM 2984. ERA 7480. ERA 8480. ERM 2200. ERM 280. 9.

(10) Ayuda para la selección Sistemas angulares de medida absolutos con rodamiento integrado. Serie. Dimensiones principales en mm. Precisión del sistema. Velocidad de giro admisible mecánicamente. ± 5”.  1 500 min. Valores de posición/ Revolución. Interfaz. 67 108 864 26 Bit. EnDat 2.2/02. Con acoplamiento estátor integrado RCN 2000. –1. EnDat 2.2/22 Fanuc 05 Mit 03-4 ± 2,5”. 268 435 456 28 Bit. EnDat 2.2/02 EnDat 2.2/22 Fanuc 05 Mit 03-4. ± 5”. RCN 5000. –1.  1 500 min. 67 108 864 26 Bit. EnDat 2.2/02 EnDat 2.2/22 Fanuc 05 Mit 03-4. ± 2,5”. 268 435 456 28 Bit. EnDat 2.2/02 EnDat 2.2/22 Fanuc 05 Mit 03-4. ± 2”. RCN 8000. –1.  500 min. 536 870 912 29 Bit. EnDat 2.2/02 EnDat 2.2/22 Fanuc 05 Mit 03-4. 60. ± 1”. EnDat 2.2/02 EnDat 2.2/22 Fanuc 05 Mit 03-4. Con acoplamiento de estátor montado ECN 200. ± 10”. –1.  3000 min. 33 554 432 25 Bit. EnDat 2.2/02 EnDat 2.2/22. 8 388 608 23 Bit. Fanuc 02 Mit 02-4. 10.

(11) Señales incrementales. Periodos de señal/vuelta. Modelo. Otras informaciones. » 1 VPP. 16 384. RCN 2380. –. –. RCN 2310. –. –. RCN 2390 F. –. –. RCN 2390 M. Catálogo Sistemas angulares de medida con rodamiento integrado. » 1 VPP. 16 384. RCN 2580. –. –. RCN 2510. –. –. RCN 2590 F. –. –. RCN 2590 M. » 1 VPP. 32 768. RCN 5380. –. –. RCN 5310. –. –. RCN 5390 F. –. –. RCN 5390 M. » 1 VPP. 32 768. RCN 5580. –. –. RCN 5510. –. –. RCN 5590 F. –. –. RCN 5590 M. » 1 VPP. 32 768. RCN 8380. –. –. RCN 8310. –. –. RCN 8390 F. –. –. RCN 8390 M. » 1 VPP. 32 768. RCN 8580. –. –. RCN 8510. –. –. RCN 8590 F. –. –. RCN 8590 M. » 1 VPP. 2 048. ECN 225. –. –. ECN 225. –. –. ECN 223F. –. –. ECN 223 M. RCN 2000. RCN 5000. RCN 8000  60 mm. RCN 8000  100 mm. Catálogo Sistemas angulares de medida con rodamiento integrado ECN 200  50 mm. 11.

(12) Ayuda para la selección Sistemas angulares de medida incremental con rodamiento integrado. Serie. Dimensiones principales en mm. Precisión del sistema. Velocidad de giro admisible mecánicamente. ± 5”.  3 000 min. Interfaz. Con acoplamiento estátor integrado RON 200. –1. « TTL « TTL » 1 VPP. ± 2,5” RON 700. ± 2”. » 1 VPP –1.  1 000 min. » 1 VPP. » 1 VPP. RON 800 RPN 800. ± 1”. –1.  1 000 min. » 1 VPP » 1 VPP. RON 900. –1. » 11 µAPP. ± 0,4”.  100 min. ± 5”.  10 000 min. Para acoplamiento separado del eje ROD 200. –1. « TTL « TTL » 1 VPP. –1. » 1 VPP. –1. » 1 VPP. ROD 700. ± 2”.  1 000 min. ROD 800. ± 1”.  1 000 min. 1). con interpolación integrada. 12.

(13) Periodos de señal/ vuelta. Modelo. Información adicional. 18 0001). RON 225. 180 000/90 0001). RON 275. 18 000. RON 285. Catálogo Sistema angular de medida con rodamiento integrado. 18 000. RON 287. 18 000. RON 785. 18 000/36 000. RON 786. 36 000. RON 886. 180 000. RPN 886. 36 000. RON 905. 18 0001). ROD 220. 180 0001). ROD 270. 18 000. ROD 280. 18 000/36 000. ROD 780. 36 000. ROD 880. RON 285. RON 786. RON 905. Catálogo Sistema angular de medida con rodamiento integrado ROD 280. ROD 780. 13.

(14) Principios de medida Soporte de medida. Los sistemas de medida HEIDENHAIN utilizan como soportes de medida estructuras periódicas, denominadas graduaciones. Como material de soporte para dichas graduaciones se utiliza un sustrato de vidrio o de acero. El vidrio encuentra aplicación en la mayoría de los casos en sistemas con una velocidad de giro hasta 10.000 min–1 mientras que para velocidades más elevadas, de hasta 20.000 min–1 se emplean tambores de acero. Una cinta de acero sirve de soporte de graduación en sistemas de medida para grandes diámetros. HEIDENHAIN realiza las graduaciones finas mediante un procedimiento fotolitográfico, especialmente desarrollado para ello. • AURODUR: divisiones grabadas en mate sobre cinta de acero dorada; periodo de división típico 40 μm • METALLUR: graduación de divisiones metálicas sobre oro inmune a la suciedad; periodo de división típico 20 μm • DIADUR: divisiones de cromo extraordinariamente resistentes (periodo de división típico 20 μm) o estructuras de cromo tridimensionales (periodo de división típico 8 μm) sobre vidrio • Retícula de fases SUPRADUR: estructura planar de acción ópticamente tridimensional; particularmente inmune a la suciedad; periodo de división típico 8 μm e inferior • Retícula de fases OPTODUR: estructura planar de acción ópticamente tridimensional con una reflexión particularmente alta, periodo de división típico 2 µm e inferior. Además de unos periodos de división muy finos, dichos procedimientos posibilitan una alta nitidez de contornos y una buena homogeneidad de la graduación. Junto con el método de captación fotoeléctrica, esto es decisivo para una elevada calidad de las señales de salida. Las graduaciones patrón las realiza HEIDENHAIN en máquinas para dividir de alta precisión fabricadas especialmente para ello.. 14. Graduación circular para sistemas angulares de medida.

(15) Método de medida incremental. En el caso más desfavorable, esto puede requerir un giro de hasta 360°. Para facilitar estos "desplazamientos para sobrepasar el punto de referencia", los sistemas de medida HEIDENHAIN disponen de marcas de referencia codificadas: la pista de las marcas de referencia contiene varias marcas de referencia con diferentes distancias definidas. La electrónica subsiguiente calcula ya al sobrepasar dos marcas de referencia contiguas, es decir, a pocos grados de girar (véase la distancia básica G en la tabla) la referencia absoluta. Los sistemas de medida con marcas de referencia codificadas se identifican con la letra "C" detrás de la denominación del modelo (p. ej. ERA 4200 C).. En el caso de marcas de referencia codificadas, la referencia absoluta se calcula contando los incrementos entre dos marcas de referencia y utilizando la siguiente fórmula: Þ1 = (abs A–sgn A–1) x G + (sgn A–sgn D) x abs MRR 2 2 donde: A = 2 x abs MRR–G TP. Características y montaje. Con el método de medida incremental la graduación se compone de una retícula regular. La información de la posición se obtiene contando los incrementos individuales (pasos de medida) desde cualquier punto cero fijado. Puesto que para determinar las posiciones es necesaria una referencia absoluta, el soporte de medida dispone de una pista adicional, la cual contiene una marca de referencia. La posición absoluta de la regla determinada con la marca de referencia está asignada exactamente a un paso de medida. Antes de que también se produzca una referencia absoluta o de que se vuelva a encontrar el punto de referencia seleccionado por última vez, se debe sobrepasar la marca de referencia.. Donde: Þ1 = Posición angular absoluta de la primera marca de referencia sobrepasada respecto a la posición cero en grados abs = Valor absoluto sgn = Función de signo (algebraico = „+1“ o „–1“) MRR = Valor medido entre las marcas de referencia sobrepasadas, en grados G. = Distancia nominal entre dos marcas de referencia fijas (véanse las tablas). TP = Periodo de división ( D. 360° ) Número de divisiones. = Sentido de giro (+1 o –1) El giro en la dirección indicada en los planos de dimensiones para instalación equivalente a „+1". ERA 7480 C, ERA 8480 C. ERA 4000 C. Número de divisiones z. Número de marcas Distancia nominal de referencia G. 36 000 45 000 90 000. 72 90 180. 10° 8° 4°. Número de divisiones para periodo de división 20 µm 40 µm 80 µm – 8 192 – 12 000 – 16 384 20 000 24 000 – 28 000 32 768 40 000 48 000 52 000 – –. – 4 096 – 6 000 – 8 192 10 000 12 000 – 14 000 16 384 20 000 24 000 26 000 38 000 44 000. 3 000 4 096 5 000 – 7 000 8 192 10 000 12 000 13 000 – – – – – – –. Número de marcas de referencia. Distancia nominal G. 6 8 10 12 14 16 20 24 26 28 32 40 48 52 76 88. 120° 90° 72° 60° 51,429° 45° 36° 30° 27,692° 25,714° 22,5° 18° 15° 13,846° 9,474° 8,182°. Posición cero. Representación esquemática de una graduación circular con marcas de referencia codificadas en distancia (ejemplo para ERA 4480 con 20 000 impulsos). 15.

(16) Captación del soporte de medida Captación fotoeléctrica. La mayoría de sistemas de medida HEIDENHAIN operan según el principio de captación fotoeléctrica. La captación fotoeléctrica se produce sin contacto y sin desgaste. Detecta líneas de graduación muy finas, de sólo unos pocos micrómetros, y genera señales de salida con periodos de señal muy pequeños. Cuanto más fino es el periodo de división de un soporte de medida, más influyen los efectos de difracción de la captación foto eléctrica. HEIDENHAIN utiliza dos principios de captación en los sistemas angulares de medida: • el Principio de medición representado para periodos de división comprendidos entre 10 µm y aprox. 70 µm • el Principio de medida interferencial para graduaciones muy finas con un periodo de división de 4 µm o menos.. Principio de medición representado El principio de medida representado trabaja – descrito simplificadamente – con producción de señal de luz proyectada: dos retículas de regla con el mismo o parecido periodo de división – disco graduado y retícula de captación – se mueven una respecto a la otra. El material de soporte de la retícula de captación es transparente, la graduación puede aplicarse asimismo sobre material transparente o reflectante. Si un haz de luz paralelo pasa a través de una retícula, se proyectan superficies claras/ oscuras a una cierta distancia. Aquí se encuentra un contraretículo. Cuando las dos retículas se mueven las unas respecto a las otras, se modula la luz transmitida: si los huecos están alineados, la luz traspasa; si las líneas están sobre los huecos, entonces dominan las sombras.. Periodo de señal 360° el.. Un conjunto de fotoelementos transforma estas variaciones de luz en señales eléctricas. La graduación especialmente estructurada de la retícula de captación filtra el flujo de luz de manera que se generan señales de salida casi sinusoidales. Cuanto más pequeño es el periodo de división de la estructura reticular, más reducida y ajustada es la distancia entre las retículas de captación y disco graduado. Con periodos de división de 10 µm y más se alcanzan tolerancias de montaje practicables para sistemas de medida con el principio de medida representado. Conforme al principio de medida representada trabajan p. ej. los sistemas angulares de medida ERA. Regla. 90° el.. Ventana. Desplazamiento de fase. Detector estructurado. Retícula de captación Condensador Reja de captación. Fuente de luz diodo LED. Captación fotoeléctrica según el principio de medición representado con soporte de acero y captación monocampo.. 16.

(17) El sensor genera cuatro señales aproxi madamente sinusoidales (I0°, I90°, I180° y I270°), desfasadas entre sí 90° eléctricos. Primeramente, dichas señales de captación no se encuentran simétricamente res pecto a la línea de cero. Dichas señales de captación no se encuentran inicialmente simétricas respecto a cero. Por este motivo, los fotoelementos se disponen en un circuito en antiparalelo, de modo que se originen dos señales de salida, I1 y I2, simétricas respecto a la línea de cero, desfasadas 90º eléctricos entre sí. En la representación XY en el osciloscopio, las señales forman una figura de Lissajous. Las señales de salida ideales generan un círculo en la posición central. Las desviaciones en la forma circular y posición están causadas por las desviaciones de posición dentro de un periodo de señal (véase la precisión de medida) y, por ello, van directamente al resultado de la medida. El tamaño del círculo se corresponde con la amplitud de las señales de salida y puede variar dentro de unos determinados límites, sin influir en la precisión de medida.. Principio de medida interferencial El principio de medida interferencial utiliza la difracción y la interferencia de la luz en retículas muy finas, a fin de generar señales, desde las cuales sea posible calcular el movimiento. Como soporte de medida sirve una retícula escalonada: las líneas reflectantes de 0,2 μm de altura se aplican a superficies planas y reflectantes. Justo delante se encuentra una retícula de fase transparente como retícula de captación con el mismo periodo de división que la regla. Cuando una onda de luz atraviesa la retícula de captación, se difracta en tres ondas parciales de orden +1, 0, y -1, con una intensidad de luz aproximadamente igual. Las ondas se difractan sobre la regla de la retícula de fases, de forma que la mayor parte de la intensidad de la luz se encuentra en los órdenes de difracción +1 y -1. Estas ondas parciales vuelven a encontrarse en la retícula de fases de la retícula de captación, donde vuelven a difractarse y a interferir. Esto origina esencialmente tres trenes de ondas que salen de la retícula de captación en diferentes ángulos. Los fotoelementos transforman estas intensidades de luz en señales eléctricas.. Cuando hay un movimiento relativo entre la regla graduada y la retícula de captación, los frentes de onda difractados experimentan un desplazamiento de fase: el movimiento equivalente a un periodo de división desplaza el frente de ondas del 1er orden de difracción una longitud de onda hacia el sentido positivo, el frente de ondas del orden de difracción -1 una longitud de onda hacia el sentido negativo. Puesto que ambas ondas se interfieren recíprocamente al salir de la retícula de fases, éstas se desplazan entre sí dos longitudes de onda. De esta forma se obtienen dos periodos de señal con un movimiento relativo de sólo un periodo de división. Los sistemas de medida interferenciales trabajan con periodos de división central de 4 µm o menor. Sus señales de captación continúan estando libres de armónicos y pueden ser altamente interpoladas. Por ello son especialmente adecuados para una resolución y precisión elevadas. A pesar de ello, se caracterizan por su tolerancia de montaje orientada a la práctica. Conforme al principio de medida interfe rencial trabajan, por ejemplo, los sistemas angulares de medida ERP. Representación XY de las señales de salida. Regla. Órdenes de flexión 0. +1.. División de la regla con retícula de fases DIADUR Condensador. Fuente de luz diodo LED. Período de división. Placa de captación: Reja de fases transparente. Fotoelementos. Captación fotoeléctrica según el principio de medición interferencial y captación monocampo.. 17.

(18) Precisión de medida. La precisión de la medición angular queda determinada esencialmente por: • la calidad de la graduación, • la estabilidad del soporte de graduación, • la calidad de la captación, • la calidad de la electrónica de procesamiento de señal, • la excentricidad de la graduación con respecto al rodamiento, • las desviaciones del rodamiento, • el acoplamiento al eje a medir. Estos factores se dividen en desviaciones específicas del sistema de medida y en factores dependientes de la aplicación. Para evaluar la precisión total alcanzable debe tenerse en cuenta cada uno de estos factores.. Desviaciones específicas del sistema de medida. Las desviaciones específicas del sistema de medida figuran en las especificaciones • Precisión de la graduación • Desviación de la posición dentro de un periodo de señal Precisión de la graduación La precisión de la graduación ± a resulta de su calidad. Dicho valor comprende: • la homogeneidad y la definición de los periodos de la graduación, • la alineación de la graduación sobre su soporte, • en el caso de sistemas de medida con soporte de graduación macizo: la estabilidad del soporte de la graduación, a fin de garantizar la precisión asimismo en estado montado, • en el caso de sistemas de medida con cinta de medición de acero; las desviaciones debido a la elasticidad no uniforme de la cinta durante el montaje, así como las desviaciones en la zona de la junta de la cinta de medición en aplicaciones de círculo completo.. Desviación de posición dentro de un periodo de señal Las desviaciones de posición dentro de un periodo de señal ± u resultan de la calidad de la captación y, en sistemas de medida con conformador de impulsos o electrónica de contaje integrado, de la calidad de la electrónica de procesado de señal. En sistemas de medida con señales de salida sinusoidales, las desviaciones quedan determinadas por la electrónica de procesado de señal subsiguiente. En concreto, los siguientes factores influyen en el resultado: • lo fino que sea el periodo de señal, • la homogeneidad y la definición de los periodos de la graduación, • la calidad de la estructura de filtrado de la captación • las características de los sensores, • la estabilidad y dinámica del procesado posterior de las señales analógicas. Estas desviaciones se tienen en cuenta en los datos de desviación de posición dentro de un periodo de señal.. Desviación de posición dentro de un periodo de señal. Posición . 18. Nivel de señal . Desviación de posición . Desviación de posición dentro de una vuelta. Desviación de posición . La precisión de la graduación ± a se determina en condiciones ideales midiendo con un cabezal captador de serie las desviaciones de posición en posiciones que se correspondan con múltiplos enteros del periodo de señal.. Desviación de posición u dentro de un periodo de señal. Periodo de señal 360 °el..

(19) Las desviaciones de posición dentro de un periodo de señal ± u se calculan en un porcentaje del periodo de señal. En el caso de un sistema angular de medida modular sin rodamiento propio, su valor típico es mejor que el ± 1 % del periodo de señal (ERP 880: ± 1,5 %). Los valores específicos figuran en las características técnicas. Las desviaciones de posición dentro de un periodo de señal se aprecian en giros de corto recorrido y en medidas repetidas. En particular, en lazos cerrados de regulación de velocidad ocasionan oscilaciones en la velocidad de giro.. Desviaciones que dependen de la aplicación. En Sistemas de medida sin rodamiento integrado, el montaje y ajuste del cabezal lector, además de las desviaciones específicas indicadas del sistema de medida, tienen un efecto determinante en la precisión alcanzable. Los efectos de la excentricidad del montaje de la graduación y de la desviación radial del eje a medir son de especial importancia. Para evaluar la precisión total, es imprescindible calcular por separado las distintas desviaciones que dependen de la aplicación y tenerlas en cuenta. Por el contrario, la precisión indicada en los sistemas de medida con rodamiento integrado ya contempla las desviaciones del rodamiento y del acoplamiento de los ejes (véase el catálogo Sistema angular de medida con rodamiento integrado).. Desviaciones específicas del sistema de medida [segundos angulares] . Desviaciones específicas del sistema de medida en ERA 7000 y ERA 8000. Desviaciones debido a la excentricidad de la graduación con respecto al rodamiento Durante el montaje del disco graduado con buje, del tambor graduado o de la cinta de medición, es preciso tener en cuenta que la graduación presenta una cierta excentricidad con respecto al rodamiento que depende del montaje. Por otra parte, las desviaciones dimensionales y de forma del eje del cliente causan una excentricidad adicional. Entre la excentricidad e, el diámetro de la graduación D y la desviación de la medida ¹j existe la relación siguiente (véase la figura en la parte inferior): ¹j = ± 412 · e D ¹j = Desviación de la medida en ” (segundos angulares) e = Excentricidad del tambor graduado con respecto al rodamiento en µm (1/2 salto radial) D = Diámetro medio de la graduación en mm M = Punto central de la graduación j = Ángulo "verdadero“ j‘ = Ángulo leído Diámetro medio de graduación D para ERP 880 ERP 4000 ERP 8000 ERO 6000 ERO 6100 ERA 4000 ERA 7000 ERA 8000. Diámetro del alojamiento [mm] . Cabezal de captación. Desviaciones de medida resultantes ¹j para distintos valores de excentricidad e en función del diámetro medio de la graduación D Desviación de medida ¹j [segundos angulares] . Excentricidad de la graduación con respecto al rodamiento. D = 126 mm D = 40 mm D = 104 mm D = 64 o 142 mm D = 64 mm D Diámetro exterior del tambor D Diámetro del alojamiento de la cinta de medición. Diámetro medio de la graduación D en mm . 19.

(20) Desviación radial del rodamiento La ecuación indicada a la desviación de medida ¹j es válida asimismo para la desviación radial del rodamiento, si como valor de e se emplea la excentricidad, es decir la mitad del salto radial (mitad del valor visualizado). La elasticidad del rodamiento estando sometido a la carga radial del eje ocasiona desviaciones similares. Deformación de la graduación debida al montaje Los tambores y discos graduados con bujes se diseñan con respecto a la sección transversal, superficies de referencia, posición de la graduación con respecto a la superficie de montaje, taladros de montaje, etc. de modo que la precisión del aparato quede poco afectada debido al montaje y funcionamiento.. Desviaciones de forma y diámetro de las superficies de alojamiento (en ERA 7000 y ERA 8000) Las desviaciones de forma de las superficies de alojamiento pueden repercutir en la precisión total obtenida. En el caso de soluciones de segmento se produce un error angular adicional ¹j, si el diámetro nominal del alojamiento de la cinta no se mantiene en un valor exacto: ¹j = (1 – D‘/D) · j · 3600 donde ¹j = Desviación del segmento en segundos angulares j = Ángulo del segmento en grados D = Diámetro nominal del alojamiento de la cinta D‘ = Diámetro real del alojamiento de la cinta Se puede eliminar dicho error si se puede introducir en el control numérico el número válido de líneas por 360° z‘ para el valor del diámetro real del alojamiento de la cinta D'. Es válida la relación siguiente: z‘ = z · D‘/D donde z = número nominal de líneas por 360° z‘ = número real de líneas por 360°. Opciones de compensación El montaje excéntrico de la graduación, así como las desviaciones de salto radial del eje a medir, originan una gran parte de las desviaciones que dependen de la aplicación. A fin de eliminar dichos factores que provocan errores, se emplea un método habitual eficaz, a saber montar dos o incluso más cabezales lectores a distancias regulares distribuidos alrededor del soporte de graduación. En la electrónica subsiguiente, se calculan los distintos valores de posición y se combinan convenientemente. Con la EIB 1500, HEIDENHAIN pone a disposición una electrónica adecuada que efectúa el cálculo de posición de dos cabezales lectores en tiempo real y sin repercusión negativa en el lazo de regulación (véase Electrónicas de evaluación). La mejora de precisión que de este modo se alcance realmente en las aplicaciones prácticas depende en gran medida de la situación de montaje concreta y de la aplicación. En principio, se eliminan todos los errores de excentricidad errores reproducibles debido a errores de montaje, errores no reproducibles debido a desviaciones de salto radial del rodamiento) y adicionalmente todos los armónicos impares del error de graduación.. En el caso de soluciones de segmento, en principio, se debe verificar el ángulo recorrido real con ayuda de un sistema de medida comparador, p. ej., un sistema angular de medida con rodamiento propio integrado.. Error de ángulo debido a desviación del diámetro del alojamiento de la cinta Versión de segmento. Segmento. Centro de la graduación. 20. Cálculo de la posición de dos cabezales de captación a fin de compensar los errores de excentricidad y salto radial.

(21) Carta de calibración. Para los sistemas angulares de medida ERP, ERO y ERA 4000, HEIDENHAIN elabora cartas de calibración que vienen junto con el aparato.. Con la indicación del patrón de calibración en el certificado de inspección del fabricante, se garantiza la vinculación con estándares nacionales e internacionales y su trazabilidad.. La carta de calibración documenta la precisión de la graduación inclusive el soporte de la graduación. Se calcula durante una revolución a partir de múltiples puntos de medida. Todos los valores de medida se encuentran dentro del valor de precisión de graduación especificado en los datos técnicos.. En los datos de precisión de la carta de calibración, no se consideran las desviaciones de posición dentro de un periodo de señal ni las desviaciones específicas debido al montaje.. Los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado y provistos de un soporte macizo se montan en HEIDENHAIN para la medida exactamente como luego en la aplicación. De este modo, se garantiza que la precisión calculada en HEIDENHAIN realmente se obtiene en la máquina.. En el ensayo final, a temperatura constante (22 ºC), se calculan las desviaciones y se indican en la carta de calibración.. Resultado de la medida para el ejemplo de tambor graduado ERA 4200C 1 Representación gráfica de la precisión de la graduación 2 Resultado de la medida. 2. 1. 21.

(22) Fiabilidad. Los sistemas angulares de medida abiertos sin rodamiento integrado de HEIDENHAIN están optimizados para su uso en máquinas precisas y rápidas. A pesar de su forma constructiva abierta, presentan una reducida sensibilidad frente a la suciedad, garantizan una elevada estabilidad a largo plazo y se montan rápidamente y de modo sencillo. Sensibilidad reducida frente a la suciedad Además de la elevada calidad de graduación, el procedimiento de captación es asimismo responsable de la precisión y fiabilidad del sistema de medida. Los sistemas de medida de HEIDENHAIN trabajan con la denominada Captación monocampo. A este respecto, indicar que se utiliza únicamente en un campo para generar las señales de captación. El ensuciamiento producido localmente en el soporte de medida (p.ej., huellas digitales, restos de aceite, etc.) afectan a la intensidad lumínica de las componentes de la señal, y por tanto a las señales de captación, del mismo modo. Por este motivo, aunque queda modificada la amplitud de las señales de salida, no varía ni su offset ni su posición de fase. Siguen siendo señales interpolables, y la desviación de la posición dentro de un periodo de señal sigue siendo reducida. El amplio campo de captación reduce adicionalmente la sensibilidad frente a la suciedad. Aunque depende del tipo de contaminación, ello podría prevenir un fallo del sistema de medida. Incluso en el caso de que la suciedad por tinta de imprenta, polvo de circuitos impresos, agua o aceite, sea de hasta 3 mm de diámetro, el sistema proporciona medidas de elevada calidad. Las desviaciones de la posición dentro de una revolución se mantienen muy por debajo de la precisión especificada. Las figuras que se representan al lado muestran los resultados de ensayos de suciedad con el ERA 4000. Se representan los valores máximos de la desviación de posición dentro de un periodo de señal |u|. A pesar de que el grado de contaminación es notable, el valor especificado del ± 1 % se sobrepasa solo ligeramente.. 2.5 2. Periodo de señal  Suciedad debido a una huella digital. 2.5 2. Periodo de señal  Suciedad debido a polvo de tóner.. 2.5 2. Periodo de señal  Suciedad debido a gotas de agua. 22.

(23) Soportes de medida resistentes En los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado, debido a la naturaleza de construcción abierta, los soportes de medida están más expuestos al entorno. Por esta razón, HEIDENHAIN utiliza generalmente graduaciones robustas, que se fabrican mediante procedimientos especiales.. Capa parcialmente transparente Capa transparente. En el caso de procedimientos DIADUR, se aplican estructuras realizadas en cromo duro sorbe un soporte de vidrio o acero.. Tolerancias de montaje adecuadas a la práctica Las tolerancias de montaje de los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado de HEIDENHAIN afectan muy poco a las señales de salida. En particular, las fluctuaciones de distancia de captación entre el soporte de graduación y el cabezal lector modifican únicamente de modo insustancial la amplitud de la señal. Así, las desviaciones de la posición dentro de un periodo de señal quedan apenas afectadas. Dicho comportamiento resulta determinante para la obtención de una elevada fiabilidad de los sistemas angulas de medida de HEIDENHAIN.. Capa básica reflectante Diseño de la graduación METALLUR. rendija nominal de captación (ajustada mediante la lámina espaciadora Magnitud de la señal [%] . En el caso de procedimientos METALLUR, se dispone una capa de oro reflectante provista de una delgada capa de separación realizada en vidrio. Por encima de encuentran las líneas de cromo, que actúan de absorbentes y cuyo espesor es de unos pocos nanometros, por lo que son semitransparentes. Los soportes de medida con graduación METALLUR resultan especialmente robustos e insensibles contra la suciedad, dado que la reducida altura de la estructura no proporciona prácticamente ninguna superficie de contacto para las partículas de polvo, suciedad o humedad.. Distancia de trabajo [mm]  Influencia de la distancia de trabajo en la amplitud de la señal en el caso del ERA 4000. 23.

(24) Tipos de diseños mecánicos y montaje Información general. Los sistemas angulares de medida sin roda miento integrado se componen de cabezal lector y soporte de la graduación. El soporte de la graduación puede realizarse macizo (tambor graduado, disco graduado con buje) o bien como una cinta de medición. Los componentes se guían entre sí exclusivamente mediante la guía de la máquina. Así, ya en el diseño de la máquina es preciso tener en cuenta ciertas condiciones previas constructivas: • Es preciso que el diseño del rodamiento se realice de modo que cumpla con las exigencias de precisión del eje y con las tolerancias de distancia del sistema de medida ( véanse las características técnicas) incluso durantge el funcionamiento. • La superficie de montaje para el soporte de la graduación debe satisfacer los requisitos de diámetro, planitud, circularidad y excentricidad del sistema de medida en cuestión. • A fin de facilitar elajuste del cabezal lector respecto a la graduación, se debe fijar a una abrazadera o a topes convenientes. Todos los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado y previstos de soporte macizo de graduación se diseñan de modo que la precisión especificada se pueda alcanzar realmente en la aplicación. El tipo y concepto de montaje garantizan que la reproducibilidad sea lo más elevada posible.. Centrado de la graduación Dado que las graduaciones de HEIDENHAIN presentan una precisión muy elevada, la precisión total alcanzable queda influenciada predominantemente por los errores de montaje (principalmente, por los errores de excentricidad). A fin de minimizar los errores de excentricidad que se produzcan en las aplicaciones prácticas, en función del sistema y del método de montaje existen distintas posibilidades de centrado. 1: Collar de centrado El soporte de medida se desliza sobre un eje o se monta en el mismo por contracción. Aunque se trata de un método muy simple, se requiere disponer de una geometría del eje muy exacta.. m = Marcado para el centrado de tres puntos s = p. ej. sensor capacitivo Centrado de tres puntos. 2ª Centrado de tres puntos El soporte de medida se centra mediante tres posiciones, separadas 120º entre sí, que están marcadas en dicho soporte. Los posibles errores de circularidad de la superficie en la que se realiza el centrado no repercuten en la alineación exacta del punto central del eje. 3. Centrado óptico Los soportes de medida realizados en vidrio se centran frecuentemente con ayuda de un microscopio. Con este propósito, se disponen bordes de referencia unívocos o anillos de centrado en el soporte de graduación.. Centrado óptico. 4 Centrado con dos cabezales lectores Este método es adecuado para todos los sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado provistos de soporte de graduación macizo. Dado que las graduaciones de HEIDENHAIN esencialmente presentan una característica de error de largo alcance y en este caso la propia graduación o el valor de la posición sirven como referencia, se trata del método de centrado más preciso.. Centrado con dos cabezales lectores. 24. Cabezales lectores Dado que los sistemas angulares de medida sin rodamiento propio se montan en la máquina, tras el montaje del soporte de graduación es necesario realizar un montaje exacto del cabezal lector. A fin de obtener una alineación exacta del cabezal lector, ésta debe poder alinearse en principio en cinco ejes (véase la figura). La forma del cabezal lector con su correspondiente concepto de montaje y la gran tolerancia de montaje existente facilitan el ajuste considerablemente. En el caso de los sistemas ERA, por ejemplo, el montaje se reduce al ajuste de la distancia de separación ayudándose de una hoja separadora adjunta..

(25) ERP 880. El sistema angular de medida modular ERP 880 comprende los componentes unidad de captación, disco graduado con buje y pletina Para la protección ante contacto o contaminación, se pueden suministrar cubiertas de protección como accesorio. Montaje del ERP 880 En primer lugar, se monta la unidad de captación en elemento estacionario de la máquina y se alinea con el eje a ± 1,5 µm. A continuación, se atornilla frontalmente el disco graduado con buje al eje y análogamente se ajusta con una excentricidad máxima de ± 1,5 µm con respeto a la unidad de captación. Luego, se acopla la pletina y se conecta a la unidad de captación. El ajuste fino se realiza mediante "centrado eléctrico" con ayuda del PWM 9 (véase Equipos de comprobación de HEIDENHAIN) y de un osciloscopio. A fin de proteger el sistema de medida ERP 880 frente a contaminación, se puede cubrir con una tapa.. Montaje del ERP 880 (principio). Cubierta IP 40 con anillo protector para un tipo de protección IP 40 Cable de 1 m con acoplamiento, de 12 polos; ID 369774-01 Cubierta IP 64 con una junta de estanqueidad del eje para un tipo de protección IP 64 Cable de 1 m con acoplamiento, de 12 polos; ID 369774-02. 25.

(26) Tipos de diseños mecánicos y montaje ERP 4080/ERP 8080. Los sistemas angulares de medida modulares ERP 4080 y ERP 8080 están concebidos para tareas de medida que requieran la máxima precisión y resolución. Se rigen por el principio de la captación interferencial de una retícula de fases. Dichos sistemas comprenden los componentes cabezal lector y disco graduado con buje. Cálculo de la medida axial de montaje A fin de obtener la precisión máxima posible, se debe prestar atención a que los errores de tambaleo del eje y del disco graduado con buje no se sumen. La posición del error máximo y mínimo de bamboleo del eje está marcada. Es preciso medir el error de bamboleo del eje y determinar la posición mínima y máxima. A continuación, se monta el disco graduado con buje de modo que se minimice el error de bamboleo restante. Montaje del disco graduado con buje El disco graduado con buje se desliza a lo largo del eje de transmisión, se centra sobre el diámetro interior del buje y se atornilla. El centrado del disco graduado se puede efectuar ya sea con ayuda de un reloj comparador sobre el diámetro interior del buje, ópticamente mediante el disco de centrado integrado en el disco graduado o eléctricamente con ayuda de un segundo cabezal lector dispuesto diametralmente. Fijación del cabezal lector El cabezal lector queda fijado con dos tornillos (o bien mediante la ayuda de montaje) junto con la correspondiente hoja separadora, de forma que pueda deslizar sobre la superficie de montaje. El ajuste del cabezal lector se realiza mediante "ajuste electrónico" con ayuda del PWM 9 o PWT 18 (véase Equipos de comprobación de HEIDENHAIN). A este respecto, el cabezal lector se desliza en el interior de los orificios de fijación hasta que la amplitud de la señal de salida sea  0,9 VPP.. Hoja separadora. Accesorios Ayuda de montaje para la fijación del cabezal lector ID 622976-02 Adaptador para palpadores de medida Para la medida de tolerancias de montaje ID 627142-01 Hojas separadoras para el ajuste de posición axial 10 µm ID 619943-01 20 µm ID 619943-02 30 µm ID 619943-03 40 µm ID 619943-04 50 µm ID 619943-05 60 µm ID 619943-06 70 µm ID 619943-07 80 µm ID 619943-08 90 µm ID 619943-09 100 µm ID 619943-10 Conjunto (una hoja por separación de 10 µm a 100 µm): ID 619943-11. 26.

(27) ERO 6000, ERO 6100. Los sistemas angulares de medida modulares ERO 6000 y ERO 6100 comprenden los componentes cabezal lector y disco graduado con buje. Se posicionan relativamente entre sí y se ajustan en la máquina. Montaje del ERO 6000 Para que el montaje del cabezal lector sea sencillo, resulta ventajoso que el cliente disponga de una superficie de tope con un diámetro interior definido. El cabezal lector se empuja contra dicha superficie de montaje y se fija con dos tornillos. De este modo, no resulta necesaria ninguna otra alineación. A continuación, se fija el disco graduado con buje por la parte frontal al eje y se centra ya sea mecánicamente mediante centrado con tres puntos o eléctricamente. La distancia de separación entre el cabezal lector y el disco graduado ya queda definida por la superficie de montaje, por lo que tampoco en este caso es necesario ningún ajuste adicional. Montaje del ERO 6100 El disco graduado con buje se monta axialmente en el eje y se centra ópticamente. Para que el montaje del cabezal lector sea sencillo, resulta ventajoso disponer de un soporte de montaje, que pueda desplazarse axialmente y presente un borde de tope con diámetro interior definido. El cabezal lector se empuja contra dicho borde y se fija con dos tornillos. Con ayuda de la hoja separadora adjunta, se ajusta la distancia de separación entre el cabezal lector y el disco graduado y a continuación se fija al soporte de montaje.. Montaje del ERO 6000. Las señales de salida se verifican con ayuda del PWT. Para el ERO 6x80 resulta necesaria la electrónica de adaptación APE 381 (véase Equipos de comprobación de HEIDENHAIN).. Montaje del ERO 6100. 27.

(28) Tipos de diseños mecánicos y montaje Serie ERA 4000. Los sistemas angulares de medida ERA 4000 comprenden los componentes cabezal lector y tambor graduado.. Aplicación. Tambor graduado. Periodos de Tipo división. Cabezal lector adecuado. El cabezal lector de la serie ERA 4000 se caracteriza por su tamaño especialmente compacto. El tambor graduado del ERA 4000 se suministra en diversas ver siones, para adaptarse a cada aplicación. La versión ERA 4x80 está disponible para distintos requisitos de precisión con distintos periodos de división. En la tabla adyacente se aprecian los correspondientes cabezales lectores. Es preciso tomar medidas en el diseño y proteger los ERA frente a suciedad. Los ERA 4480 se pueden suministrar para distintos diámetros de tambor adicionalmente con una cubierta para protección por aire. A este respecto, es necesario un cabezal lector especial (con toma de aire comprimido). La cubierta para protección por aire debe pedirse por separado para el diámetro de tambor correspondiente.. Elevadas revoluciones. Collar de centrado. 20 µm. ERA 4200. ERA 4280. 40 µm. ERA 4400. ERA 4480. 80 µm. ERA 4800. ERA 4880. 20 µm. ERA 4202. ERA 4280. Requisitos de Centrado de tres precisión más puntos elevados y elevadas revoluciones. El diseño constructivo de los sistemas angulares de medida modulares ERA posibilita un montaje comparativamente más rápido sin tener que realizar un gran esfuerzo de ajuste. Montaje del tambor graduado ERA 4x00 El tambor graduado se empuja hacia su alojamiento en el eje y se fija con tornillos. El centrado se realiza mediante el collar de centrado en el diámetro interior del tambor. De este modo, no es necesario ningún ajuste del tambor. HEIDENHAIN recomienda una ligera sobremedida del eje sobre el que se monte el tambor graduado. Para el montaje, el tambor graduado se puede calentar lentamente disponiéndolo sobre una placa de calefacción (aprox. 10 minutos) a máximo 100ºC. Montaje del tambor graduado ERA 4202 El tambor graduado se centra en el diámetro exterior mediante tres posiciones, separadas 120º entre sí, y se enrosca. Gracias a las ventajas resultantes del centrado de tres puntos y al diseño macizo del tambor, es posible alcanzar una precisión muy elevada una vez montado, con un esfuerzo relativamente reducido en las tareas de ajuste. Las posiciones para el centrado están marcadas en el tambor graduado.. 28. m = Marcas para el centrado del tambor 3 x 120°. Montaje del tambor graduado.

(29) Fijación del cabezal lector A fin de montar el cabezal lector, se dispone la hoja separadora den la superficie lateral del tambor graduado. El cabezal lector se presiona contra la hoja, se atornilla y a continuación se retira la hoja. En el caso de los sistemas de medida ERA 4000 con un periodo de división de 20 µm, adicionalmente es posible realizar el ajuste fino del campo de captación mediante un casquillo excéntrico.. Hoja separadora Casquillo excéntrico para el ajuste fino. Fijación del cabezal lector. Montaje de la cubierta para protección por aire. Los sistemas angulares de medida modulares ERA 4480 están disponibles para distintos diámetros con cubierta para protección por aire. De este modo, al aplicar aire comprimido, se obtiene una protección adicional contra suciedad. El tambor graduado y la unidad de captación se montan tal como se ha descrito anteriormente. La hoja separadora especial suministrada con la cubierta para protección por aire se dispone alrededor del tambor. Dicha hoja protege al tambor graduado durante el montaje de la cubierta para protección por aire y asegura una distancia homogénea. A continuación, la cubierta para protección por aire se desliza sobre el tambor y se fija, y se retira la hoja separadora. Para observaciones acerca de la toma de aire comprimido, véase Indicaciones mecánicas generales.. Hoja separadora. Cubierta para protección por aire Toma de aire comprimido. Hoja separadora. Montaje de un ERA 4480 con cubierta para protección por aire. 29.

(30) Tipos de diseños mecánicos y montaje series ERA 7000, ERA 8000. Los sistemas angulares de medida de las series ERA 7000 y ERA 8000 se comprenden de una unidad de captación y una cinta de medición de acero de una sola pieza como soporte de la graduación. Dicha cinta de medición de acero puede suministrarse con una longitud de hasta 30 m. La fijación se realiza • en el diámetro interior en el caso de la serie ERA 7000 • en la diámetro exterior en el caso de la serie ERA 8000 de un elemento de la máquina. Los sistemas angulares de medida ERA 74x0 C y ERA 84x0 C están concebidos para aplicaciones de círculo completo. Así, son idóneos en particular para ejes huecos de diámetro interior grande (a partir de unos 400mm) y aplicaciones que requieran una medición precisa a lo largo de un recorrido periférico largo, p. ej., mesas giratorias de gran tamaña, telescopios, etc. Para aplicaciones en las que no esté disponible ningún círculo completo o bien únicamente se puedan calcular ángulos parciales, se dispone de las denominadas soluciones de segmento.. Montaje de la cinta de medición en el caso de aplicaciones de círculo completo ERA 74x0 C: Para alojar la cinta de medición es necesaria una ranura interior de un determinado diámetro. Se presiona la cinta de medición empezando en la zona de la junta y se inserta. La longitud de la cinta necesaria se selecciona de forma que la cinta quede retenida en la ranura por sí misma. ERA 84x0 C: La cinta de medición se suministra con las mitades de los tensores permontadas en los extremos. Para el montaje, es necesaria una ranura exterior así como el hueco para el tensor. Tras la inserción, la cinta de medición se sujeta contra el borde de la ranura y se tensa con el tensor hasta el tope. Gracias a la construcción exacta de ambos extremos de la cinta, en la zona de unión se producen únicamente reducidas desviaciones angulares y de forma de señal. A fin de prevenir que la cinta se desprenda de la ranura, se fija con adhesivo en los puntos alrededor de la zona de unión. Montaje de la cinta de medición en el caso de soluciones de segmento ERA 74x1 C: Para alojar la cinta de medición, es necesaria una ranura interior de un determinado diámetro. Las dos arandelas excéntricas montadas en dicha ranura se ajustan de modo que la cinta de medición queda insertada en la ranura con una cierta tensión.. ERA 84x1 C: La cinta de medición se suministra con la piezas de los extremos premontadas. Para alojar la cinta de medición, es necesaria una ranura exterior con huecos para las piezas de los extremos. Las piezas de los extremos están provistas de muelles tensores, que proporcionan una pretensión óptima de la cinta de medición para incrementar su precisión y que distribuyen uniformemente la elasticidad de la cinta en toda su longitud.. ERA 84x2 C: Para alojar la cinta de medición, se recomienda una ranura exterior o bien un tope axial por un lado. La cinta de medición se suministra sin elementos tensores. Para el montaje, se debe pretensar mediante una balanza de muelle y enroscar en ambos orificios alargados.. 30. Discos excéntricos. Muelle.

(31) Determinación del diámetro de alojamiento A fin de garantizar la funcionalidad de las marcas de referencia codificadas, es imprescindible que el perímetro constituya un múltiplo de 1.000 periodos de división. En la tabla se aprecia la relación entre el diámetro de alojamiento y el número de líneas. Determinación del segmento de ángulo En el caso de soluciones de segmento, es imprescindible que el segmento de ángulo disponible como recorrido de medida sea un múltiplo de 1.000 periodos de división. Asimismo, es preciso que el perímetro del círculo completo teórico constituya un múltiplo de 1.000 periodos de división, ya que de este modo se simplifica la adaptación al control numérico NC. Fijación del cabezal lector A fin de montar el cabezal lector, de dispone la hoja separadora en la superficie lateral del tambor graduado. El cabezal lector se presiona contra la hoja, se atornilla y a continuación se retira la hoja. Adicionalmente, es posible realizar el ajuste fino del campo de captación mediante un casquillo excéntrico. Control de las señales de salida en la zona de la junta A fin de comprobar que las cintas de medida del ERA 74x0 C y ERA 84x0 C se hayan montado perfectamente, es preciso verificar las señales de salida en la zona de la junta antes del endurecimiento del adhesivo. Para la verificación de las señales de salida, resulta útil utilizar la unidad de comprobación de ángulo de fase PWT de HEIDENHAIN. Para un movimiento del cabezal lector a lo largo de la cinta de medición, el PWT indica gráficamente el estado cualitativo de las marcas de referencia, así como su posición. La unidad de medida de ángulo de fase PWT 9 indica cuantitativamente la desviación de las señales de salida de su valor ideal (véase Equipos de comprobación de HEIDENHAIN).. Diámetro del alojamiento en mm. Recorrido de medida para soluciones de segmento en grados. ERA 7000 C. n · 0,01273112 +0,3. n · 4,583204 +0,3. ERA 8000 C. n · 0,0127337 -0,3. n · 4,584121 +0,3. n = Número de líneas en un círculo completo; n1 = número de líneas en el recorrido de medida D = Diámetro del alojamiento [mm]. Recorrido de medida Diámetro de alojamiento. Circulo completo teórico. Hoja separadora. PWT. 31.

(32) Indicaciones mecánicas generales. Tipo de protección Para sistemas angulares de medida sin rodamiento integrado, es imprescindible que se garantice la protección necesaria contra la suciedad y el contacto durante el montaje, esencialmente tomando medidas constructivas, tales como juntas de laberinto. Todos los sistemas angulares de medida con rodamiento integrado RCN, RON, RPN y ROD satisfacen, a no ser que se indique lo contrario, el tipo de protección IP 67 según EN 60529 o IEC 60529 para carcasas y salidas de cable, y la IP 64 para la entrada del eje. Es posible suministrar algunas variantes de los sistemas angulares de medida ERA 4480 con diámetro interno del tambor de hasta 180 mm, opcionalmente con cubierta para protección por aire. Aplicando aire comprimido con reducida sobrepresión, es posible proteger adicionalmente dichos sistemas frente a la suciedad. El aire a presión dirigido directamente a los sistemas de medida deben haberse limpiado haciéndolo pasar por un microfiltro y debe cumplir las siguientes clases de calidad según la ISO 8573-1 (edición del 2010): • Impurezas sólidas: Clase 1 Tamaño de partícula Número de par. tículas por m3 0,1 µm a 0,5 µm 20 000 0,5 µm a 1,0 µm 400 1,0 µm a 5,0 µm 10 • Máximo punto de rocío a presión: Clase 4 (Punto de rocío a presión de 3ºC) • Contenido total de aceite: Clase 1 (concentración máxima de aceite 0,01 mg/m3). Accesorios: Unidad de aire comprimido DA 400 ID 894602-01. Para la conexión a los sistemas angulares de medida, son necesarios los componentes siguientes:. DA 400 Para el filtrado del aire a presión, HEIDENHAIN ofrece la unidad de aire comprimido DA-400. La misma ha sido concebida especialmente para la conexión de aire comprimido a sistemas de medida.. Pieza de empalme recta con estrangulador y junta de estanqueidad ID 226270-xx. Puesto que la DA 400 se compone de tres etapas de filtrado (prefiltro, filtro fino y filtro de carbón activo) y un regulador de presión con manómetro.con manómetro. Mediante el manómetro y el presostato automático (adquirible como accesorio), puede vigilarse eficazmente el funcionamiento de la presurización.. Racor orientable M5 con junta de estanqueidad ID 207834-xx. Pieza de empalme recta, corta con estrangulador y junta de estanqueidad ID 275239-xx. El aire comprimido que se ha de aplicar a la DA 400 debe cumplir, en lo relativo a las impurezas, con las siguientes clases de calidad según la ISO 8573-1 (edición 2010): • Impurezas sólidas: Clase 5 Tamaño de partícula Número de par. tículas por m3 0,1 µm a 0,5 µm no especificado 0,5 µm a 1,0 µm no especificado 1,0 µm a 5,0 µm 100.000 • Máximo punto de rocío a presión: Clase 6 (Punto de rocío a presión a 10ºC) • Contenido total de aceite: Clase 4 (concentración máxima de aceite 5 mg/m3). La cantidad de aire comprimido requerida para una óptima alimentación con aire comprimido de los sistemas angulares de medida con rodamiento integrado es de 1 hasta 4 l/min por cada sistema de medida. Para una regulación ideal de la cantidad de aire se utilizan las piezas de conexión de HEIDENHAIN con el estrangulador integrado (véase accesorios). Con una presión de entrada de aprox. 1 · 105 Pa (1 bar), las válvulas garantizan el volumen de paso especificado.. Para obtener más información, solicite la información del producto DA 400.. 32. DA 400.

(33) Rango de temperatura La inspección de los sistemas angulares de medida se realiza para una temperatura de referencia de 22 °C. Para esta temperatura, la precisión documentada en la carta de calibración es válida. El rango de temperaturas de trabajo indica los límites de temperatura ambiente entre los que funcionan los sistemas angulares de medida. El rango de temperaturas de almacenamiento, comprendido entre -30 y 80ºC, es válido si el equipo se encuentra embalado (ERP 4080/ERP 8080: de 0 a 60ºC). Protección contra el contacto Tras el montaje satisfactorio, es preciso proteger las partes giratorias convenientemente contra el contacto no intencionado durante el funcionamiento.. Aceleraciones Durante el funcionamiento y el montaje, los sistemas angulares de medida de distintos tipos se ven sometidos a acelaraciones. • Los valores máximos mencionados de resistencia frente a vibraciones son válidos conforme a la norma EN 60 068-2-6. • Los valores máximos de aceleración admisible (impacto semisinusoidal) para la carga de impacto son válidos a 6 ms (EN 60 068-2-27). Es preciso prevenir en cualquier caso los golpes o impacto realizados con un martillo o un instrumento similar, por ejemplo para alienar el equipo. Datos de la velocidad de giro La velocidad de giro máxima admisible de los sistemas angulares de medida de la serie ERA 4000 se ha calculado conforme a las directrices FKM. Dichas directrices sirven para la verificación matemática de la solidez de componentes teniendo en cuenta todos los demás factores de influencia relevantes y constituyen un reflejo del estado actual de la técnica. Para el cálculo de la velocidad de giro máxima admisible, se han considerado los requisitos de resistencia a la deformación bajo carga constante (107 cambio de carga). Puesto que el montaje tiene una repercusión esencial, para que los datos de la velocidad de giro sean válidos, es imprescindible que se respeten todos los datos y notas especificados en la Información Técnica y en las instrucciones de montaje.. Ensayos del sistema Como regla general, los sistemas de medida de HEIDENHAIN se integran como componentes en sistemas completos. En estos casos son necesarios unos ensayos exhaustivos del sistema completo independientemente de las especificaciones del sistema de medida. Los datos técnicos indicados en el catálogo son aplicables para el sistema de medida en particular, no para el sistema completo. El uso del sistema de medida fuera del ámbito especificado o de la utilización para la cual ha sido concebido se realiza bajo la única y exclusiva responsabilidad del usuario. Montaje Para las etapas del trabajo y medidas que tienen que observarse durante el montaje son aplicables únicamente las instruc ciones de montaje entregadas con el aparato. Todos los datos de este catálogo referidos al montaje son, por lo tanto, solo provisionales y no vinculantes, no forman parte del contenido contractual. DIADUR, AURODUR, y METALLUR son marcas registradas de productos de Dr. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH, Traunreut. Piezas sometidas a desgaste Los sistemas de medida de HEIDENHAIN están concebidos para una vida útil prolongada. No es necesario un mantenimiento preventivo. Sin embargo, dichos sistemas comprenden componentes sometidos a un cierto desgaste debido a la aplicación y a su manipulación. A este respecto, indicar que en particular se trata de cables con flexiones frecuentes. En el caso de sistemas de medida con rodamiento propio, es preciso considerar asimismo los rodamientos, las juntas de estanqueidad del eje en captadores rotativos y sistemas angulares de medida, así como los labios de estanqueidad de sistemas lineales de medida blindados.. 33.

(34) ERP 880 Sistema angular de medida incremental de alta precisión • Alta resolución • Cubierta como accesorio. Cable radial, también utilizable axialmente a = Distancia entre disco graduado y pletina L = Eje de giro de cojinete k = Dimensiones para instalación f = Espacio libre para servicio d = Junta de estanqueidad À = Sentido de giro del eje para señales de salida conforme a la descripción de interfaz. 34. Punto de captación A.

(35) ERP 880 Soporte de medida. Retícula en fases DIADUR sobre vidrio. Periodos de señal. 180 000. Precisión de la graduación ± 0,9” Desviación de posición 1) por periodo de señal. ± 0,1”. Marcas de referencia. una. Diámetro interior del buje 51,2 mm  1 000 min. Momento de inercia del rotor. 1,2 · 10–3 kgm2. Movimiento axial admisible.  ± 0,05 mm. Interfaz. » 1 VPP. Frecuencia –3 dB de corte –6 dB. 800 kHz 1,3 MHz. Conexión eléctrica. con cubierta Cable 1 m con acoplamiento M23 sin cubierta: mediante conector de placa de 12 polos (cable adaptador ID 372164-xx). Longitud del cable.  150 m (con cable de HEIDENHAIN). Tensión de alimentación. 5 Vcc ± 0,5 V. Consumo de corriente.  250 mA (sin carga). Características técnicas. –1. Revoluciones mecánicas admisibles. Vibración 55 hasta 2000 Hz  50 m/s2 (EN 60 068-2-6) Choque 6 ms  1 000 m/s2 (EN 60 068-2-27) Temperatura de trabajo. 0 hasta 50 °C. Tipo de protección* EN 60 529. sin cubierta IP 00. Fricción de arranque. –. Peso. 3,0 kg. con cubierta IP 40. Con cubierta y junta de eje IP 64 0,25 Nm;. 3,1 kg incl. cubierta. * por favor, indicar en el pedido 1) La desviación de posición dentro de un periodo de la señal junto con la precisión de la graduación, dan como resultado la desviación específica del sistema; para la desviación adicional debido al montaje y al rodamiento del eje a medir, véase Precisión de medida. 35.