Cenu Technického týdeníku získala společnost Mesing

Kromě Zlatých medailí MSV a IMT Brno 2008 udělovaly svá ocenění exponátům také mediální partneři. Technický týdeník udělil svou cenu společnosti Mesing, Brno za Automatický laserový interferometerický systém pro kalibrace délkových měřidel s vysokým rozlišením v nanometrech. Systém vznikal na základě grantového projektu MPO Tandem „Soustava laserových interferometrů pro nanometrologii délek“. Řešitelskými pracovišti byly Ústav přístrojové techniky AV ČR, MESING a Český metrologický institut. Po vstupu České republiky do EU je na české výrobce kladen požadavek trvalého zvyšování kvality produkce a tím i konkurenceschopnosti na vyspělých světových trzích. Jdeli o unikátní výrobky pro jemnou mechaniku a přesné strojírenství je jedním z měřítek kvality vysoká geometrická přesnost výroby. Ta je obvykle výrobci zjištěna pravidelným ověřováním jejich referenčních měřidel v návaznosti na národní metrologickou soustavu. Špičkovými výrobky jsou např. indukčnostní snímače vzdáleností, ale výrobci začínají vyžadovat referenční kalibrační systémy s udanou nejistotou již v řádu desítek nanometrů. A Mesing ve spolupráci s uvedenými řešitelskými pracovišti představuje automatický kompaktní kalibrační laserový interferometr pro nanotechnologii, který umožňuje měřit vzdálenosti a kalibrace délkových snímačů i akčních členů s uvedenou nejistotou. Systém je určen zejména pro rychlou kalibraci sériově vyráběných indukčnostních a inkrementálních délkových snímačů s měřicím rozsahem maximálně do desítek milimetrů. Zavedením tohoto automatického kompaktního kalibračního laserového interferometru do průmyslové výroby uvedených snímačů povede k zásadnímu zlepšení jejich přesnosti. Tento automatický kompaktní kalibrační laserový interferometr bude dále společně s dalšími systémy postupně vyvíjenými v rámci projektu MPO Tandem, začleněn do národní metrologické soustavy ČR. Na akreditovaných pracovištích budou tyto systémy k dispozici českým výrobcům i uživatelům špičkové měřicí techniky. Princ ip automatického laserového interferometru Speciální kalibrační systém je řešen jako unikátní optická soustava laserového interferometru, která pracuje s rovinným zrcadlem jako odměřovacím prvkem. Měřicí větev interferometru je realizována jako víceprůchodová. Svazek z laseru je polarizujícím děličem odražen směrem k rovinnému zrcadlu. Nejdříve prochází zpožďovací deskou ?/4, která způsobí změnu lineární polarizace svazku na polarizaci kruhovou. Následně je svazek odražen zrcadlem zpět a po opětovném průchodu zpožďovací deskou ?/4 dojde ke změně kruhové polarizace na polarizaci lineární, avšak otočenou o úhel 90° vůči původní. Tím svazek při dopadu na polarizující dělič prochází přímo na koutový odrážeč, ze kterého je opět směrován na měřicí zrcadlo přes polarizující dělič a druhou desku ?/4. Svazek dopadá na měřicí zrcadlo stejně jako v předchozím případě, avšak díky otočené polarizaci je následně po jeho odrazu od zrcadla směrován polarizujícím děličem na výstup interferometru, tj. do detekční jednotky. Měřicí svazek tedy dopadá na měřicí zrcadlo dvakrát, a to v různých bodech. Dojde-li k mírnému odklonu tohoto zrcadla od kolmice k polarizujícímu děliči, zkrácení jedné části měřicí větve je kompenzováno prodloužením části druhé. Bod symetrie, který je mezi místy dopadu měřicího svazku na zrcadle, má tak stále konstantní vzdálenost od polarizujícího děliče, a tudíž v tomto bodě je možné připojit hrot např. indukčnostního snímače pro potřeby kalibrace. Hlavní výhodou této soustavy je proto minimální citlivost měření délky na nežádoucí úhlové odchylky posuvu měřicího zrcadla. Dalším unikátem pro tuto optickou soustavu je implementace metody sledování polohy svazků v interferometru. Je-li interferometr dobře nastaven a posuv zrcadla je přímočarý, neměly by svazky (zejména měřicí) měnit v průběhu posuvu svoji polohu v 3D prostoru. Vhodným místem pro sledování těchto parametrů je právě měřicí zrcadlo, kde jsou dva body dopadu měřicího svazku P1 a P2. Pokud se umístí dva speciální pozici detekující fotodetektory na druhou stranu zrcadla, které propouští zlomek intenzity dopadajícího světla, fotodetektory sledují odchylku laserových svazků na měřicím zrcadle v době kalibrace snímače. Pokud je poloha těchto svazků stabilní, fotodetektory indikují nulový posuv svazků. Pokud je však interferometr nastaven s úhlovými odchylkami, polohy bodů dopadu svazků se v průběhu měření mění. Stejně tak je možné postupovat tímto způsobem od přímočarosti polohovacího mechanismu (lineárního vedení) měřicího zrcadla. Pokud posuv vykazuje úhlové chyby, tyto se projeví náklonem měřicího zrcadla a při prvním odrazu měřicího svazku (P1) a opětovném dopadu na měřící zrcadlo již dochází ke změně polohy druhého bodu dopadu (P2). Pro eliminaci nežádoucího náklonu měřicího zrcadla vlivem úhlové chyby polohovacího vedení je implementována technika aktivního naklápění rovinného zrcadla pomocí tří piezoelektrických měničů. Tyto měniče umožňují jemně posouvat odměřovací zrcadlo až s rozlišením desetin nanometrů a zároveň umožňují korigovat úhel jeho sklopení vůči rovině kolmé k ose posuvu zrcadla. Technika aktivní stabilizace naklopení zrcadla je unikátním výsledkem výzkumu tohoto projektu. V rámci řešení projektu byla také řídicí a vyhodnocovací elektronika, která umožňuje plně realizovat tuto aktivní stabilizaci polohy. /an/