Počítačová tomografie (CT) je technologie v oblasti nedestruktivního testování materiálů, která poskytuje unikátní trojrozměrný pohled na vyšetřovaný předmět. Umožňuje například přesné geometrické měření vnitřních struktur součástí, porovnání s daty CAD a detekci dutin i jiných anomálií. Společnost YXLON International, vedoucí výrobce průmyslových rentgenů a CT systémů, vyvinula dva nové inovativní CT systémy, které vynikají svojí extrémní přesností výsledků kontrol. Tyto CT systémy obsahují nově vyvinuté otočné stoly, uložené na válečkových ložiskách, a rovněž nově vyvinuté moduly snímačů úhlu od společnosti HEIDENHAIN (obr. 1). Vysoce přesn á kontrola dílc ů Optimalizace CT systémů pro široké spektrum průmyslových a vědeckých aplikací vyžaduje hluboké pochopení této speciální rentgenové technologie. Proto společnost YXLON vyvíjí klíčové komponenty sama, v těsné spolupráci se svými partnery. To byl například případ otočných stolů použitých v nových horizontálních CT systémech FF20 CT a FF35 CT, vyvinutými se společností HEIDENHAIN (obr. 2). Peter Kramm, produktový manažer společnosti YXLON International, vysvětluje: „Výraz ,horizontální‘ vypovídá o rentgenovém paprsku. V horizontálních systémech, na rozdíl od lékařských systémů, se rentgenová jednotka neotáčí kolem vyšetřovaného předmětu, ale vyšetřovaný předmět se otáčí o 360 stupňů“ (obr. 3). V systému FF20 CT je vyšetřovaný předmět uveden zevně do těsné blízkosti rentgenové výbojky. Tímto způsobem lze silně zvětšit i velmi malé předměty. Díky extrémně malému ohnisku integrované mikroohniskové rentgenové výbojky se dosahuje výsledků vyšetření s velmi vysokým rozlišením. S tímto systémem lze v případě obrazové kontroly kvality předmětů detekovat rozteč vodičů 600 nm; díky tomu je ideální pro použití v polovodičovém a elektronickém průmyslu, jakož i v lékařském inženýrství a materiálových vědách. Systém FF35 CT, který pokrývá značně širší pole aplikací, je vybaven mnohem výkonnější rentgenovou jednotkou, kde je vyšetřovaný předmět zpravidla umísťován o něco dále od rentgenové výbojky. Tento CT systém lze použít pro kontrolu odlitků a modulů o hmotnosti až 30 kg v automobilovém, elektronickém a aerokosmickém průmyslu, jakož i pro lékařské inženýrství. Oba CT systémy mají inovativní, špičkový dotykový operační systém. V souladu s myšlenkou „load and go“ jsou tyto CT systémy vybaveny jednoduchou funkcí pro polohování vyšetřovaného předmětu a automatickou kalibrací celé kontrolní místnosti, s plně automatizovanou ochranou proti kolizi. Spolehlivost systému je zvýšena komplexním monitorem stavu zařízení, který monitoruje stav komponent systému a provozní hodiny. Vzdálený přístup, například z PC tabletu nebo chytrého telefonu, umožňuje uživateli podle potřeby kontrolovat stav monitoru zařízení nebo probíhající kontroly. Vysoce přesné oto čné stoly s vále čkov ými lo žisky Vysoká přesnost polohování vyšetřovaného předmětu má rozhodující důležitost pro zmíněné kontrolní aplikace. Konvenční systémy často používají pro otáčení vyšetřovaných předmětů otočné stoly se vzduchovým uložením. Jejich předností je extrémně malé radiální házení osy otáčení v nezatíženém stavu, což je pro přesné polohování klíčové. „Kvalita radiálního házení otočného stolu v nezatíženém stavu je též naším velice důležitým požadavkem, avšak my chceme otočný stůl zatížit vyšetřovanými předměty s hmotností až 30 kg. Proto jsme zvolili zcela nový přístup,“ říká Andreas Mecke, systémový inženýr společnosti YXLON, „a vyvinuli jsme otočný stůl uložený na válečkových ložiskách.“ Otočný stůl systému FF20 CT lze zatížit hmotností až 20 kg a větší systém unese zatížení až 30 kg. „Důležitou podmínkou bylo, aby se otočné stoly pod zátěží nestlačovaly nebo nenakláněly. To by totiž způsobilo závažné chyby radiálního házení, což je nejslabší místo vzduchového uložení,“ pokračuje Andreas Mecke. A právě zde přináší implementace modulů snímačů úhlů MRP společnosti HEIDENHAIN rozhodující výhody. Kombinují kladné vlastnosti vzduchového uložení (vysoká přesnost vodicí dráhy) s přednostmi valivého uložení (vysoká tuhost). Systém vzduchového uložení má typickou tuhost v naklápění 33 Nm/mrad, zatímco moduly snímačů úhlu dosahují 102 Nm/mrad (FF20 CT) nebo přes 1000 Nm/mrad (FF35 CT). V praxi poskytují tyto hodnoty vyšší přesnost a reprodukovatelnost výsledků měření. Úhlová odchylka musí být navíc během otáčení co nejmenší. To jsou požadavky vysoce přesného otočného měřicího systému. Při použití otočného stolu se vzduchovým uložením by musel být měřicí systém montován samostatně, což snižuje přesnost systému. „S řešením společnosti HEIDENHAIN tvoří uložení a měřicí zařízení jednu tuhou, kompaktní jednotku přímo v bodu měření,“ říká Andreas Mecke. Axel Klein, projektový manažer společnosti YXLON, dodává: „Díky těmto vlastnostem dosahujeme, v porovnání se systémy se vzduchovým uložením, vyšší tepelné stability, protože tato kombinovaná jednotka je mimořádně tolerantní k tepelným vlivům.“ „Navíc jsou zde eliminovány chyby, které by se mohly objevit při montáži konvenčního systému uložení,“ vysvětluje Christian Marossy z oddělení technického prodeje společnosti HEIDENHAIN. „Všechny komponenty modulů snímačů úhlů jsou již v době výroby dokonale seřízené. Uživatel se již nemusí zabývat choulostivým procesem seřizování. Zákazník obdrží požadovanou kvalitu uložení a přesnosti měřicího zařízení.“ Christian Marossy zmiňuje další výhodu: „S modulem absolutního snímače úhlů získává uživatel přednosti vestavěného rozhraní EnDat 2.2. S použitým řídicím systémem to má velikou výhodu, protože parametrizace je jednoduchá a není nutné referencovat osu.“ Další předností pro uživatele je skutečnost, že jsou válečková ložiska trvale mazaná, takže rotační osy jsou bezúdržbové. A podobně, odpadá zde nutnost pravidelné výměny filtrů jako u systému se vzduchovým uložením a odpadají zde nezanedbatelné náklady na dodávku stlačeného vzduchu pro vzduchová ložiska. Vysok á úrove ň integrace Ložiska snímačů úhlů nesmí být normálně zatížená. Při montáži proto vždy vyžadují spojku a samostatné uložení stroje. Nové moduly snímačů úhlu naproti tomu poskytují kombinaci snímače úhlu a vysoce přesného ložiska, které jsou vzájemně optimálně přizpůsobené. Vyznačují se kompaktní konstrukcí, vysokým stupněm přesnosti měření i uložení, velmi vysokým rozlišením a nejvyšší úrovní opakovatelnosti. Nízký počáteční moment umožňuje plynulý pohyb. Díky jejich konstrukci plně definovaných a testovaných složených komponent je také obsluha a instalace velice snadná. Ložiska použitá v modulech snímačů úhlů byla vyvinuta společností HEIDENHAIN a vyrábějí se v závodu v Traunreutu. Použitá válečková ložiska jsou speciálně přizpůsobena požadavkům vysoce přesných rotačních os. Význačnými vlastnostmi je velmi vysoká přesnost vodicích drah, vysoká tuhost, nízký počáteční moment a konstantní trvalý moment. Současně byl kladen důraz na kompaktní rozměry a co nejnižší hmotnost. Společnost HEIDENHAIN v současné době nabízí moduly snímačů úhlů jako řadu MRP 5000 (dutý hřídel 35 mm) a řadu MRP 8000 (dutý hřídel 100 mm). Moduly inkrementálních nebo absolutních snímačů úhlu se dodávají se systémovou přesností ±2,5" nebo ±5" u menšího provedení nebo ±1" nebo ±2" u většího provedení. Christian Marossy: „Společnost YXLON International je jedním z prvních uživatelů, kteří implementovali naše nové moduly snímačů úhlu s integrovaným válečkovým ložiskem. Do vývoje těchto nových snímačů také bylo zahrnuto mnoho požadavků společnosti YXLON, například na zatížení.“ A současně může společnost YXLON spoléhat na mnohaleté zkušenosti společnosti HEIDENHAIN v oblasti konstrukce a výroby válečkových ložisek. Tato ložiska byla již řadu let používána ve většině vysoce přesných snímačů úhlu společnosti HEIDENHAIN. CT systémy s otočnými stoly a moduly snímače úhlu s válečkovými ložisky Vysoce přesné polohování vyšetřovaných předmětů v rentgenovém záření Počítačová tomografie (CT) je technologie v oblasti nedestruktivního testování materiálů, která poskytuje unikátní trojrozměrný pohled na vyšetřovaný předmět. Umožňuje například přesné geometrické měření vnitřních struktur součástí, porovnání s daty CAD a detekci dutin i jiných anomálií. Počítačová tomografie poskytuje trojrozměrný pohled do vyšetřovaného předmětu. Umožňuje například vysoce přesné analýzy dutin a tlouštěk stěny, stanovení geometrických tolerancí, vyhodnocení jmenovitý/skutečný porovnáním záznamu CT dat s referenčním dílcem nebo přímo s daty CAD. Kromě přesnějších výsledků kontroly poskytuje počítačová tomografie, v porovnání s radiografií, cenné informace o výrobním procesu. Příkladnými přednostmi jsou velice rychlé vzorkování nových komponent nebo modulů a optimalizace zisků výrobního procesu díky zdokonalenému monitorování pomocí CT.
