OKTOBER 2014, UITGAVE 462 Jaap Bazuin: Vooruitstrevende producten de basis voor vertrouwen 3 Inductieve multiturn-impulsgever uitstekende regeling voor de aandrijving6 HIT Zwenken 3+2; nieuwe interactieve training 7 NIEUW: Robuuste roterende encoders RIQ 425 en IQN 425 met 58 mm behuizing, voor hoge asbelastingen

NIEUW: Inductieve absolute impulsgevers ECI en EBI 100 met holle as voor veeleisende toepassingen8 Raimondo Cau, projectleider Medical Robotic Technologies:

“Door de HEIDENHAIN encoder kunnen we met een factor 5 beter opereren dan een mens ooit zou kunnen”11 Absolute gesloten liniaal LC 200 meet nauwkeurig de positiewaardes over maximaal 28 meter14 Hoekmeetmodules; combinatie van nauwkeurig hoekmeetsysteem en precisielager 16 ACTIE: Verdien investering in 3-D taster van HEIDENHAIN in één jaar terug!

HEIDENHAIN Nederland, Copernicuslaan 34, 6716 BM Ede, tel. 0318-581800, e-mail: info@heidenhain.nl

HEIDENHAINFO

46METAVAK 20144, 5 en 6 november Gorinchem

Precisiebeurs 201412 en 13 november Veldhoven

Ook in ons land worden onze producten steeds brederingezet en ontdekken producenten in allerlei productie-gebieden de mogelijkheden van onze degelijke engeavanceerde meet- en regelsystemen. Beurzen zijnvoor ons een goede gelegenheid om contacten te leg-gen, te adviseren en van potentiële gebruikers te horenaan welke wensen en eisen onze producten moetenvoldoen. Zo was er tijdens de beurs WoTS opvallendveel belangstelling vanuit de servomarkt voor de serieECI/EBI 100, onze inductieve absolute encoders metholle as.

Actie tasters: Verhoog rendement, reduceerkostbare stilstandtijd Voor de maakindustrie die zich bezighoudt met het fre-zen, draaien en slijpen, hebben wij een interessanteaanbieding van draadloze 3D-tasters. Met de tastsyste-men van HEIDENHAIN worden insteltijden, het vast-leggen van werkstuknulpunten en het uitvoeren vancontroles, in tijd tot een minimum beperkt. Deze zeercompacte tasters met slijtagevrije optische sensor zijngeschikt voor kleine, grote, gesloten en open machi-nes. De tasterserie met radio- én infrarood signalenbiedt in moeilijke situaties een uiterst betrouwbareoplossing voor de signaaloverdracht. Bewerkings -fouten worden direct gedetecteerd en kunnen gecorri-geerd worden zonder opnieuw in te spannen. Ookopties als botsbescherming en thermische ontkoppe-ling zullen zich al snel terugbetalen. De winst zit in deverhoging van het machinerendement en de productie-kwaliteit. Met behulp van de tasters van HEIDENHAINkan men full continu produceren en optimale kwaliteitgaranderen.

HEIDENHAIN is er zo van overtuigd dat het rendementverbeterd wordt, dat wij bij aanschaf het aankoopbe-drag minus € 1000,- in rekening brengen. Pas na eenjaar volgt de rekening voor dit bedrag. Als het tast -systeem zichzelf niét heeft terugverdiend, hoeft deklant deze laatste betaling niét te voldoen Ons sales-team kan u adviseren en ook op de komende METAVAK en Precisiebeurs informeren wij u graag.

Op de METAVAK zal HEIDENHAIN, naast de tasters,o.a. ook de nieuwe mogelijkheden van de TNC 640 pre-senteren. Aangepaste software maakt o.a. een high-resolution 3-D simulatie en het definiëren van rotatie-symmetrische blokvormen mogelijk.

Tijdens de Precisiebeurs presenteren wij onze nieuw-ste technologieën, oplossingen en producten voor dehoog- en ultra-precisietechnologie. Uiteraard tonen wijonze high quality hoekmeetmodules, het gecombineer-de hoekmeetsysteem en de lagering. Ook absolutemeettasters en bandmeetsystemen alsmede de hoek-meetsystemen en de modulaire elektronica voor meer-voudige meetplaatsen, de MSE 1000, worden weerwerkend opgesteld. Bezoek onze stand op een vandeze beurzen, wij informeren en adviseren u graag.

Jaap Bazuin �

Terwijl de economie weer langzaam opleeft, kan HEIDENHAIN in Traunreutterugkijken op haar 125 jarig bestaan. In deze jaren heeft het concern zichontwikkeld van producent van geëtste sjablonen tot marktleider van onderandere meetsystemen waarmee tot op delen van nanometers en boogse-conden wordt gemeten.

Marktleider in geavanceerde meet- enregelsystemen na 125 jaar innoveren

2

Precisiebeurswoensdag 12 & donderdag 13 november 2014NH Conference Centre Koningshof, Veldhoven9.30 tot 17.00 uur

METAVAKdinsdag 4 t/m donderdag 6 november 2014Evenementenhal Gorinchem13.00 tot 21.00 uur

3

De introductie van de impulsgevers serie ExI 1300,zonder eigen lagering, met inductieve aftasting en eenbuitenmaat van 65 mm maakt het aanbod vanHEIDENHAIN breder. Hierdoor kunnen nog meer zeerdynamische energie-efficiënte aandrijvingen, voor‘Functional Safety’ oplossingen, van een passendeencoder voorzien worden.

Inductieve aftasting van de nieuwste generatieInductieve impulsgevers van HEIDENHAIN zijn deideale oplossing voor standaard aandrijvingen in dealgemene automatiseringstechniek. Met de puur serië-le interface EnDat 2.2 met klokfrequenties tot 16 MHzkunnen zeer korte regeltijden, tot 32 µs, wordenbehaald. En dat is weer een voorwaarde voor eendynamische aandrijving.

Met de nieuw ontworpen aftast-ASIC wordt nu een‘Functional Safety’ encoder aangeboden die werkt methet inductieve aftastprincipe. Deze encoder voldoetaan het veiligheidsniveau SIL 2, categorie 3 PL d. Metenkele aanvullende maatregelen in de besturing is

De aandrijvingen voor gereedschapsmachines, robots en algemene auto-matiseringstechniek worden op verzoek van de producenten steeds com -pacter, dynamischer en energiezuiniger. Om dit mogelijk te maken wordenonze ‘Functional Safety’ meetsystemen zowel in de high-end aandrijvingenvan gereedschapsmachines gebruikt, als ook voor standaard toepas singeningezet. Een groot voordeel daarbij is dat nieuwe generatie encoders voorwat betreft de montage en de interface compatibel is met de voorgaandegeneratie encoders (zie afbeelding 1).

>

Karakteristieken van inductieve en optische impulsgevers in beeld

Inductieve multiturn-impulsgever uitstekende regeling voor de aandrijving

afb. 1: EQI 1331 FS, nieuwegeneratie encoders is quainbouw en interface compatibel.

deze zelfs in een SIL 3 respectievelijk categorie 4 PL etoe te passen. Nog een voordeel is dat bij een correctemontage mechanische fouten door het losraken van destator- en askoppeling zijn uitgesloten. Bij deze nieuwegeneratie is de systeemnauwkeurigheid met een fac-tor 2 verhoogd tot circa 65 boogseconden. Tevens ishet aantal elektronische componenten een stuk kleinergeworden. Voordelen van de inductieve aftastmethodezijn vooral de goede bestendigheid tegen vervuiling ende robuustheid van de constructie.

Om het klanten die op dit moment gebruik maken vanonze optische impulsgever met eigen lagers uit deserie ECN/EQN 13xx FS makkelijk te maken, zijn deinductieve encoders ECI 1319 FS (singleturn) en deEQI 1331 FS (multiturn) ontwikkeld die voor wat betreftmontage overeenkomen (zie afbeelding 2).

4

• inductieve aftasting van de 2egeneratie

• EnDat 2.1 (19 bit singleturn, 12 bit multiturn), ≤ 2 MHz taktfrequentie

• 32 analoge signaalperioden peromwenteling met 1 VSS

• zonder lagers• ± 180 “ systeemnauwkeurigheid• voor toepassingen met stan-daard eisen aan de regelkwaliteiten nauwkeurigheid

• inductieve aftasting van de 3egeneratie

• EnDat 2.2 (19 bit singleturn, 12 bit multiturn), ≤ 16 MHz taktfrequentie

• geen analoge signalen(puur serieel)

• zonder lagers• ± 65 “ systeemnauwkeurigheid• optimaal voor moderne produc-tiemachines met FunctionalSafety

• optische aftasting van de 3egeneratie

• EnDat 2.2 (25 bit singleturn, 12 bit multiturn), ≤ 8 MHztaktfrequentie

• geen analoge signalen(puur serieel)

• met eigen lagers• ± 20 “ systeemnauwkeurigheid• voor high-end aandrijvingenzoals bijv. in gereedschapsma-chines met Functional Safety

EQI 1331 generatie 2.5 EQI 1331 generatie 2.5 EQN 1337 generatie 3.3

Afb. 2: overeenkomstige montage ExI / ExN 13xx.

Met de daaruit voortkomende mechanische en elektri-sche compatibiliteit, is er nu keuze. Afhankelijk van deeisen die aan de regeling worden gesteld, kan de pas-sende encoder worden gekozen. Daarmee kan het aan-tal varianten van een bepaald motortype wordenbeperkt. De montage van de inductieve encoders isvereenvoudigd: de encoder genereert een waarde-ringsgetal voor de kwaliteit van de montage en datgetal wordt via de EnDat interface door de volgelektro-nica gelezen en beoordeeld. Tijdens het gebruik wor-den ‘Functional Safety’ meetsystemen door de inge-bouwde diagnose voortdurend bewaakt.

Prestatietest van regeling met inductieveversus optische encodersOm per toepassing de juiste encoder te kunnen kiezen,is een vergelijking nodig van de kwaliteit van de rege-ling. Deze vergelijking wordt in het voorbeeld hierondergemaakt. De test is uitgevoerd op een motor en demeetwaardes zijn gerelateerd aan een op deze motor -as gemonteerd referentiemeetsysteem met een meet-nauwkeurigheid van beter dan ± 1 boogseconde.

Vergeleken worden:- EQI 1331 van de generatie 2.5 – analoog uitgelezenvia 32 signaalperioden per omwenteling met 1VSS(vertegenwoordigt een nu veel gebruikt concept).

- EQI 1331 van de generatie 3 - digitaal uitgelezen viade puur seriële EnDat 2.2 interface met 19 bit single-turn resolutie (interpolatie in het meetsysteem zelf).

- EQN 1337 – optische encoder digitaal uitgelezen viade puur seriële EnDat 2.2 interface met 25 bit single-turn resolutie (interpolatie in het meetsysteem zelf)als high-end oplossing.

Tabel 1: Vergelijking van de gebruikte encoders

5

SysteemnauwkeurigheidAls belangrijk criterium bij de beoordeling van degeschiktheid voor een bepaalde toepassing wordt denauwkeurigheid vergeleken en beoordeeld. Bij de EQN1337 met eigen lagers worden montagetolerantiesdoor de statorkoppeling gecompenseerd, terwijl dezefouten bij de EQI 1331 zonder lagers direct op de sys-teemnauwkeurigheid uitwerken. Daarom wordt in ditgeval alleen de fout in de korte golf beoordeeld (zieafbeelding 3).

Een encoder zonder eigen lagers moet men voor eenoptimale werking zeer zorgvuldig monteren. Als gevolgvan de inductieve rondomaftasting en de daarbijbeschikbare compensatiemogelijkheden voor excentri-citeitfouten van de montage is de haalbare systeem-nauwkeurigheid hoger dan bij vergelijkbare systemenzonder deze extra mogelijkheden en met maar éénaftastpositie. Een lagere nauwkeurigheid leidt veelaltot een verhoogd stroomverbruik van de regelaar,omdat deze steeds probeert de korte golf-afwijkingenvan het meetsysteem te volgen (grotere stroomrim-pels). Daarbij is het heel duidelijk dat de systeemnauw-keurigheid van de impulsgevers van de 3e generatie invergelijking met generatie 2.5 tot een duidelijk beterekwaliteit van de regeling leidt.

Gedrag in de regelkring zelfOok werd onderzocht wat het gedrag van de systemenin de gesloten regelkring is. De meest voorkomendetoepassing in de automatiseringstechniek is de snel-heidsregeling. Afbeelding 4 toont, van de drie getesteencoders, de grafische weergave van de amplitude enfasehoek in een closed-loop snelheidsregeling. Hierwordt duidelijk dat bij alle drie de encoders de meet-systemen een groot regelbereik hebben. Dit is voor demeeste toepassingen meer dan voldoende. Vooral deEQI 1331 van de 3e generatie is op basis van zijnrobuuste aftasting en hoge bestendigheid tegen trillin-gen (stator: ≤ 40 g, rotor: ≤ 60 g) ideaal voor productie-machines.

SleepfoutOok de sleepfout is beoordeeld. Deze fout is het ver-schil tussen de gewenste waarde (sollwert) en de wer-kelijke waarde (istwert). Dit getal is vooral bij positiere-gelingen van groot belang. Afbeelding 5 de sleepfout,of servotracking error, in relatie tot de snelheid van dedrie verschillende encoders. Voor een goede positiere-geling moet de sleepfout zo klein mogelijk zijn. De invloed van de gebruikte motor in de vorm van cog-ging wordt er grotendeels uit gefilterd, hoewel kleineinvloeden nog steeds zichtbaar zijn. Bij hogere toeren-tallen worden deze invloeden overvleugeld door ande-re karakteristieke invloeden van motor en encoder.

Constant toerentalVoor veel toepassingen in de automatiseringstechniekis de stabiliteit van het toerental een belangrijke factor.In afbeelding 6 is de toerentalrimpel grafisch weerge-geven. In deze categorie is er niet zoveel verschil in deveranderingen van de gelijkloop van de aandrijving metde EQN 1337 of de EQI 1331 van de 3e generatie, ter-wijl de EQI 1331 van de generatie 2.5 een bijna dubbelzo hoge rimpel op het toerental veroorzaakt.

Samenvatting van de testMet de recent ontwikkelde multiturn-impulsgever metinductieve aftasting EQI 1331 van de 3e generatie zijnsystemen te bouwen die voldoen aan de ‘Functionalsafety” norm SIL 3 met één enkel meetsysteem.Doordat de montage en de elektrische interface compatibel zijn met de al jaren verkrijgbare optischeencoder EQN 1337, kan voor het gehele spectrum vantoepassingen een passende encoder uit het assorti-ment van HEIDENHAIN worden geselecteerd. Voortoepassing in high-end aandrijvingen zijn, vooral bij lage toerentallen, de optische encoders met singleturnresoluties tot 25 bit (EQN 1337) de beste keuze. Alle encoders bieden de gebruikers echter zeer goedeeigenschappen als het gaat om de regelbaarheid vande aandrijving, een hoge nauwkeurigheid, dynamiek,efficiency en robuustheid. �

Afb. 3: korte golf fout.

Afb. 4: amplitude en fasehoek in een closed-loop snelheidsregeling.

Afb.5: sleepfout.

Afb. 6: toerentalrimpel.

6

Colofon:HEIDENHAINinfo is een uitgave van HEIDENHAIN NEDERLAND B.V. Het blad verschijnt periodiek en wordt gratis toegezonden aan haar relaties.Redactiesecretariaat en administratie: Anna Weerd. Adreswijzigingen s.v.p. doorgeven via e-mail: documentatie@heidenhain.nl Copernicuslaan 34, 6716 BM EDE, Postbus 92, 6710 BB EDE, Tel. (0318) 58 18 00, Fax (0318) 58 18 70. Internet: www.heidenhain.nlHoofdredactie: ing. J.E. Bazuin. Redactie: Directie: ing. J.E. Bazuin / Productmanagement: ing. N.Th. Schuitemaker Eindredactie en realisatie: Enterprise Communications, Huissen. Overname van artikelen is toegestaan mits met bronvermelding.

De medewerker die het CAD/CAM-systeem en de machine bedient, moetprecies weten wat hij of zij doet. En moet dus ook alle mogelijkheden kennen die de TNC-productiesystemen bieden, cruciaal voor het effectief en kwalitatief produceren van hoogwaardige producten. HEIDENHAIN kan uiteraard alles vertellen en leren over het verwerken van de data van hetCAD-systeem in een HEIDENHAIN TNC-besturing en de daadwerkelijke besturing van de machine.

HIT – HEIDENHAIN Interactieve Training HEIDENHAIN heeft een leermethode ontwikkeld, HIT,die nu uit drie onderdelen bestaat. Deze modules zijnvia de HEIDENHAIN online-shop in verschillende uit-voeringen beschikbaar. Het is een prettige en effectie-ve interactieve online lesmethode, waarmee eenbeginner snel de eerste stappen zet in het bedienen enprogrammeren van een TNC-besturing. Via internetleert de cursist hoe een programma wordt aangemaaktin de TNC-besturing, hoe hij of zij een eenvoudig pro-gramma maakt, simuleert en dit uiteindelijk afwerkt opeen machine. Besturingsfuncties worden met anima-ties, korte opdrachten en oefeningen uitgelegd.Daarnaast kan de cursist datgene wat hij leerde zelfmet een aantal tests controleren. Het trainingsconceptvan de reeds bestaande lesprogramma’s HIT Klaarteksten HIT DIN/ISO bestaan uit drie modules: de HIT-pro-gramma’s, de programmeerplaats en het WerkboekFrezen.

HIT Zwenken 3+2; nieuwe interactieve training HEIDENHAIN Interactieve Training

NIEUW: Interactieve training Zwenken 3+2Sinds enige tijd is de vierdemodule in het Nederlandsbeschikbaar: HIT Zwenken3+2. Met dit pakket leertde cursist eenvoudig om tegaan met 5 vlaksbewerkin-gen met behulp van eenHEIDENHAIN TNC-bestu-ring. Via een uitgekiendemethode leert men stapvoor stap wat er nodig isom de machine de juistebewegingen te latenmaken, zodat de cursist 5-vlaksbewerkingen kan uitvoeren.

HIT Zwenken 3+2 omvat de volgende onderwerpen:1. Zwenken basisprincipes2. Zwenken met een ruimtehoek3. Nulpuntverschuiving4. Programmastructuur5. Optimalisatie van zwenkprogramma6. Zwenken met meerdere ruimtehoeken

Gratis demoversie Deze interactieve cursus is een prima basis voor onzereguliere programmeercursussen waarmee machine-bedieners worden opgeleid tot competente medewer-kers die het maximale rendement uit de investeringvan de productiemachine kunnen halen.

Het lesconcept is ontwikkeld voor instructie over hetgebruik van de HEIDENHAIN besturing TNC 640, TNC 620, iTNC 530 en TNC 320. De software kanalleen worden besteld via onze online shop, viawww.heidenhain.nl. Kies links voor Cursussen en vervolgens HIT - HEIDENHAIN Interactieve Training.Daaronder vindt u de keuze voor de Shop of de gratiste gebruiken demoversie via de Cloud.

VervolgtrainingenAls vervolg op deze interactieve training biedtHEIDENHAIN de trainingen met open inschrijving aan.Op onze website www.heidenhain.nl kiest uCursussen en vindt u onder Cursusprogramma gede-tailleerde informatie over inhoud en data. �

De reeks absolute multiturn impulsgevers met induc-tieve aftasting is verder uitgebreid. HEIDENHAIN biedtnu de encoders RIQ 425 en IQN 425 met 58 mm behui-zing, bijzonder geschikt om te gebruiken in combinatiemet aandrijfsnaren of direct op de as van de encodergemonteerde tandwielen.

De RIQ-varianten zijn beschikbaar met een uitgaandeas van 6 mm (synchroflens) of 10 mm (klemflens). Deversies IQN met holle as worden geleverd met een sta-torkoppeling en holle as met een diameter van 12 mm.

Deze impulsgevers zijn ontworpen voor een maximaaltoerental van 12.000 toeren per minuut. Daarbij is eenmaximale asbelasting in axiale richting van 100 N en inradiale richting van 125 N toelaatbaar. De IQN-seriemet holle as is zelfs tot 140 N belastbaar.De beschermingsklasse van de behuizing is IP67. Dezeencoders zijn toe te passen binnen een temperatuurbe-reik van -40 °C tot 100 °C, de versies met kabel mogentot 80 °C worden ingezet.

Robuuste encoders RIQ 425 en IQN 425 met 58 mm behuizing

Nieuwe roterende impulsgevers voorhoge asbelastingen

7

NIEUW

Onze nieuwe generatie inductieve absolute impulsge-vers, de series ECI 100 en EBI 100 zijn bijzondergeschikt voor veeleisende toepassingen, zoals bijmotoren met holle assen en bij torquemotoren. Ook inmachines met een beperkte inbouwruimte komt dezegeneratie encoders goed tot zijn recht.

De variant ECI 119 heeft een singleturn resolutie van19 bit (524.288 posities/omwenteling). Daarnaast biedtdeze serie encoders ook een goede bescherming

tegen vervuiling en een hoge weerstand tegen mecha-nische belastingen.

De multiturn EBI 135, met de door een batterijgebufferde multiturn eenheid (16 bit), biedt een totaleresolutie van 35 bit. De inductieve aftasting maakt dittot een zeer robuust meetsysteem. Onder normaleomstandigheden en bij toepassing van een externeaccu wordt een levensduur van 10 jaar bereikt.Daarnaast kan ook een externe temperatuursensorworden aangesloten. De temperaturen worden dan viade EnDat 2.2 interface doorgegeven.

De inductieve absolute encoders van de ECI/EBI 100serie zijn beschikbaar met een holle as van 30, 38 of 50mm. Deze holle as is ook geschikt als doorvoer voorkabels, assen of voedingsleidingen. En daarmee kan,afhankelijk van de machine, de constructie eenvoudi-ger worden. In de flens zit een uitsparing voor een‘makkelijke’ elektrische aansluiting, omdat deze aan-sluiting binnen de contour van de encoder blijft.

Een ander voordeel van de inductieve absolute enco-ders van de ECI/EBI 100 serie is de opbouw zonderkogellagers. Hierdoor is er minder wrijving en dus ookminder warmte-ontwikkeling. Tegelijkertijd worden devoor kogellagers schadelijke wervelstromen, die kun-nen optreden bij toepassingen in elektromotoren, voor-komen. De encoders zijn geschikt voor een tempera-tuurbereik tot +115 °C, waardoor de motor zwaar kanworden belast. Een ander voordeel is het ruime bereikvan de nodige voedingsspanning, waardoor langekabellengtes toelaatbaar zijn. �

Encoders ECI en EBI 100 met holle as van 30, 38 of 50 mm

Inductieve absolute impulsgevers voorveeleisende toepassingen

NIEUW

De absolute waarde wordt met een 13-bit singleturnen een 12-bit multiturn resolutie doorgegeven via deEnDat of de SSI interface. Daarnaast zijn er 1 Vss incre-mentele signalen beschikbaar. De encoder wordt aan-gesloten via een M23 connector of met een kabel. Bijde SSI versie is er aanvullend nog de mogelijkheid detelrichting om te draaien en een presetwaarde in deencoder vast te leggen. �

moveerd en ik wil graag dat dit apparaat ook daadwer-kelijk gebruikt gaat worden.”

Nieuwe lichting operatierobotsOp dit moment is er wereldwijd slechts één operatie -robot commercieel verkrijgbaar, de Da Vinci robot.Deze wordt gemaakt door een Amerikaans bedrijf endaarmee hebben zij een monopoliepositie in de marktvoor operatierobots. Raimondo Cau: “In de komendejaren zullen er ook andere aanbieders van operatie -robots zich melden en wij willen vanuit MedicalRobotic Technologies bij die lichting horen. De groot-ste uitdaging bij een operatierobot? Dat is, hoe vreemdhet wellicht ook klinkt, niet de techniek. Die wordt bij-

8

Dr. ir. Raimondo Cau is projectleider binnen MedicalRobotic Technologies, een spin-off van de TUEindhoven. “Binnen deze spin-off ontwikkelen wijtwee medische robots, één voor oogchirurgie en diewordt momenteel klaargemaakt om op de markt teworden gebracht.De andere robot, die ik tijdens mijn promotie heb ont-wikkeld, betreft een nieuw type operatierobot voormicrochirurgie. Deze kan worden ingezet voor opera-ties op de kleine bloedvaten en zenuwen. Ik ben vierjaar geleden gevraagd door het Maastricht UMC om derobot te ontwikkelen. Deze, genaamd MicroSure, heeftnu mijn volledige aandacht en er wordt druk aangewerkt. Ondertussen ben ik op dit onderwerp gepro-

Raimondo Cau, projectleider Medical Robotic Technologies:

“Door de HEIDENHAIN encoder kunnen we met een factor 5 beter opereren dan een mens ooit zou kunnen”

In de medische wereld zal geleidelijk aan steeds vaker gebruik gemaaktworden van zogeheten operatierobots. Voor de goede orde: die voeren nietgeheel zelfstandig een operatie uit, maar worden hierin aangestuurd doorde chirurg in kwestie. Echter, de bewegingen van de chirurg worden doorde operatierobot ontdaan van trillingen én zijn door de robot terug te bren-gen tot bewegingen binnen een zeer kleine afstand, het zogeheten motionscaling. Dit is vooral essentieel voor microchirurgie. Dr. ir. Raimondo Cauwerkt aan een operatierobot voor operaties op de kleine bloedvaten en zenuwen: “De rol van HEIDENHAIN hierin is cruciaal.”

9

voorbeeld al succesvol toegepast in de industrie. Wemoeten vooral kijken hoe we de robottechnologie spe-cifiek in een ziekenhuis kunnen toepassen, in eenmedische omgeving dus. Dit heeft met drie zaken temaken: gebruiksvriendelijkheid, veiligheid en kostenef-fectiviteit.”

De horizon voor marktintroductie: 2018“In dit project werken we inmiddels vier jaar, zoalsgezegd, officieel samen met de afdeling plastische chi-rurgie van het Maastricht UMC om deze robot verderte ontwikkelen. Binnen de start up Medical RoboticTechnologies werken een collega en ik hier nu full timeaan. Inmiddels zijn we begonnen met de eerste klini-sche testen. We verwachten dat onze robot, na eerstgetest te zijn op dieren, begin 2018 volledig getest enveilig zal zijn voor gebruik op mensen en snel daarnagoedgekeurd zal worden voor grootschalig gebruik inziekenhuizen. Het zal duidelijk zijn dat wij met onzeoperatierobot de internationale markt op gaan.”

Makkelijk te trainen in gebruikDe operatierobot wordt altijd bediend door een chirurg,beklemtoont Raimondo Cau: “En officieel is het ook

geen robot. Want officieel betekent een robot dat eendergelijk apparaat zijn eigen intelligentie heeft. Dat is bijonze operatierobot niet het geval. Hij wordt bediendmet een joystick en doet louter en alleen wat de chi-rurg ingeeft. De toegevoegde waarde? Onze operatie -robot filtert de trillingen van de hand van de chirurgeruit. Tevens zorgt het voor een motion scaling. Als dechirurg bijvoorbeeld één centimeter beweegt, danbeweegt de robot één millimeter. We zijn nog aan hetonderzoeken hoe dit zal worden opgepakt door chirur-gen. Er zijn tussen hen uiteraard verschillen als het aan-komt op hand-/oogmotoriek. Maar we gaan er wel van-uit dat het bedienen van onze operatierobot via eencursus gemakkelijk te trainen zal zijn.”

Ver binnen de geaccepteerde foutrangeIn de operatierobot voor microchirurgie bouwt MedicalRobotic Technologies absolute encoders vanHEIDENHAIN in voor alle rotatie-assen. “Over hoeveelencoders dit gaat? We hebben er zes per robotarm enéén operatierobot telt vier robotarmen, dus 24 intotaal.” De keuze voor HEIDENHAIN is niet meteengemaakt, aldus Raimondo Cau: “Ik heb heel langgezocht naar geschikte encoders. Uiteindelijk kwam ik >

foto: Bart van Overbeeke

tot de conclusie dat de encoders van HEIDENHAIN debeste optie waren. Ze zijn heel klein, dus makkelijkinbouwbaar. Daarnaast garanderen zij ons in dit projectde vereiste precisie. En tot slot: ze werken heelbetrouwbaar, dat is van groot belang, zéker in de medi-sche setting waarin ze straks gebruikt gaan worden.We kunnen aan het uiteinde van de robot een precisiehalen van rond de 30 micrometer. De robot bestaat uitmechanische onderdelen en die leveren ieder foutenop. Echter, de encoders leveren slechts een fout opvan 5 micrometer. Totaal zouden we aan foutmarge uitkomen rond de 30 micrometer. Dit is ruim binnen derange die we hebben vastgesteld en maakt dat de ope-ratierobot met een factor 5 preciezer opereert dan eenmens ooit zou kunnen halen.”

Advies vanuit HEIDENHAIN“Ik ben enorm geholpen door Jan Sturre vanHEIDENHAIN. Hij heeft vanuit zijn specifieke expertiseprecies in kaart gebracht wat wij nodig zouden hebbenop het gebied van encoders en wat hij daarvoor konleveren. Uiteindelijk zijn we uitgekomen op de absoluteencoders van HEIDENHAIN. Deze encoders zijn rede-lijk standaard in te passen. We moeten er nog wel eenmechanische bevestiging voor in de robotarm voorbedenken, Het is namelijk kritisch dat de encoder goeduitgelijnd wordt en daarvoor hebben we zelf een oplos-sing bedacht. Echter, de encoder zelf en de functionali-teit zijn prima en hoeven niet aangepast te worden. Deencoders hebben in onze testopstelling hun capacitei-ten bewezen en ook zijn de HEIDENHAIN-ontwerpersdoor ons uitgenodigd om hun advies te geven. Doordie optelsom van een goed product en passende advie-zen hebben we de encoders in de operatierobot per-fect werkend gekregen. Een advies dat we kregen vanHEIDENHAIN? Hoe we met de bijgeleverde softwarede prestaties van de encoders nog verder konden ver-beteren. Deze software is ingebed in de encoders enlevert ons een signaal. Dat signaal gebruiken wij oponze beurt weer om de robot aan te sturen. Daar gaatdus nog een hele schil met software overheen. De sig-nalen uit de specifieke software in de encoders is voorons weer belangrijke input voor ons eigen softwarepro-gramma voor de totale operatierobot”, aldus RaimondoCau.

Microtechnologie in de operatiekamer“Wij verwachten dat met onze robot de nauwkeurig-heid en dus de kwaliteit van de operaties aanzienlijkkunnen verbeteren. De mogelijkheden voor de chirurgworden geoptimaliseerd en het te opereren gebiedwordt nauwkeuriger bewerkt en kleiner. Daardoor zalde patiënt er in veel gevallen minder last van hebbenen sneller herstellen. Door het gebruik van een robotkunnen óók operaties uitgevoerd worden, die met dehand niet mogelijk zijn. Zo zal geavanceerde techniekde gezondheid van de mens al binnen enkele jareningrijpend gaan ondersteunen”, besluit Raimondo Cau.�

10

Dr. ir. Raimondo Cau:

“Binnen enkele jaren zal geavan-

ceerde techniek de gezondheid

van de mens al ingrijpend gaan

ondersteunen.”

foto: Bart van Overbeeke

11

De LC 200 absolute gesloten liniaalvan HEIDENHAIN is de nieuwe stan-daard als het gaat om toepassingenin gereedschapsmachines met langeassen tot 28 meter. Als de machinewordt ingeschakeld is de nauwkeu-rige positie direct beschikbaar.Nieuwe interface-varianten verbre-den de range van geschikte toepas-singen, terwijl de nieuwe montage-methode sneller is en designaalkwaliteit hoger.

Al vele jaren zijn de HEIDENHAIN gesloten lengte-meetsystemen voor veel producenten van hoogwaar-dige gereedschapsmachines en andere installaties, deeerste keuze als de eisen op het gebied van nauwkeu-righeid, betrouwbaarheid en productiviteit hoog zijn.

Voor de productie van hele lange onderdelen, zoals bij-voorbeeld in de lucht- en ruimtevaartindustrie, bij grote(wind)turbines en bij grote matrijzen, worden veelalhele grote gereedschapsmachines ingezet, die altijdwel één of meer assen hebben met een lengte vanmeerdere meters. En het zijn juist deze toepassingenwaar een verkorte bewerkingstijd erg belangrijk is.Daarom moeten deze machines goed presteren en eenzeer dynamisch gedrag hebben.

Dynamische machinesHet lengtemeetsysteem LC 200 van HEIDENHAIN isoptimaal geschikt voor dergelijke toepassingen: ergnauwkeurig, betrouwbaar, productief en dynamisch inmachines met lange assen. Bij dit absolute lengte-meetsysteem, voor lengtes tot 28 meter, is de positiedirect na het aanzetten van de machine beschikbaar. Er

LC 200 absolute gesloten liniaal

Absoluut nauwkeurige positiewaardes metenover maximaal 28 meter

gaat dus geen kostbare tijd verloren met het referentie-aanlopen. Dit systeem is ook geschikt voor combina-ties met lineaire aandrijvingen. Deze motoren zijn eentrend waar vele machinebouwers zich mee bezighou-den, op zoek naar betere prestaties in combinatie meteen hoge dynamiek. Bij de dynamiek is vooral de matevan stijfheid van het meetsysteem, in de meetrichting,essentieel. Bij het ontwerp van de aftastkop van de LC 200 is hier uitgebreid rekening mee gehouden.

InterfacesHet absoluut lengtemeetsysteem LC 200 is ook eengoede oplossing voor het bepalen van de positie inomstandigheden waar Functional Safety van belang is.De LC 200 kan functioneren als een single-encodersysteem volgens SIL 2 ( = EN 61 508) of performancelevel “d” (= EN ISO 13 849) toepassingen. Eenbetrouwbare overdracht van de positiewaarde is geba-seerd op twee onafhankelijk van elkaar opgewekteabsolute meetsysteemsignalen en een error-bit die,via de EnDat 2.2. puur seriële interface, aan de volg -elektronica worden overgedragen.

>

Typische toepassing voor deLC 200 van HEIDENHAIN:machines met tenminste éénlange as met een lengte vanmeerdere meters.

De absolute gesloten LC 200: ontwikkeld voor het metenvan posities over afstanden tot 28 meter.

Lange meetlengtes leiden uiteraard tot lange kabels.Vooral bij dit soort installaties is de seriële dataover-dracht een voordeel, omdat de data vrijwel verliesvrijover grote afstanden getransporteerd kan worden. DeEnDat 2.2 bidirectionele interface biedt daarnaast nogandere voordelen, zoals mogelijkheden voor diagnoseen de lage kosten voor de kabels.

Naast de EnDat 2.2 puur seriële interface, is er ook eenvariant met aanvullend incrementele signalen en zijn erversies voor de Fanuc alpha i en de Mitsubishi 03-04interface. Er wordt overigens al gewerkt aan absolutelengtemeetsystemen die nog langer zijn dan 28 meter.

Variabele lengtes met het multi-sectie meetsysteem De LC 200 is een multi-sectie meetsysteem. De liniaal-secties worden al naar gelang de gewenste meetleng-te als losse componenten geleverd. Het meetsysteemwordt compleet met de onderdelenset met de aftast-kop, stalen maatband, de loopbanden voor de aftastkopen de afdichtingen geleverd. De interface van het sys-teem wordt gekozen door de selectie van de aftastkop.

Ontworpen voor de hoogste nauwkeurigheidOndanks de grote meetlengte tot 28 meter, wordt depositie gegenereerd op basis van slechts 2 verdelingendie op de liniaal staan: elke positie op de absolute

De METALLUR stalen maatband: hogesignaalkwaliteit en een goede bestendig-heid tegen vervuiling, gecombineerd meteen zeer nauwkeurige positiebepalingdirect na het inschakelen van de machine.

De nieuwe maatbandbehuizingen van de LC 200: snelle en makkelijke montage, een goedegeleiding van de maatband en nauwkeurige passing van de sectie-overgangen.

12

PRC-verdeling is uniek over de gehele meetlengte. Het incrementele spoor heeft een delingsperiode van40 µm en het aftastsignaal wordt geïnterpoleerd. Beidesignalen worden verwerkt in de verregaand geïnte-greerde opto-ASIC tot een absolute positiewaarde.Deze aftastmethode biedt op een unieke manier eenoplossing om over de hele meetlengte toch tot eenresolutie te komen van 10 nm (0,01 µm).

METALLUR stalen band voor een goedesignaalkwaliteit Het meetsysteem is opgebouwd rond een stalenMETALLUR maatband, met daarop de zeer reflectievegouden verdeling die wordt afgetast. Dankzij onsMETALLUR-proces is het mogelijk fijne structuren meteen grote homogeniteit en met een zeer hoge kant-scherpte op de stalen maatband aan te brengen.Samen met de éénveldsaftasting en de hoog geïnte-greerde opto-ASIC levert het meetsysteem een zeergoede signaalkwaliteit met een kleine interpolatiefout.Door de constructie en werkwijze blijft het meetsy -steem goed bestand tegen vervuiling.

Gedurende de montage van het systeem wordt demaatband met een voorspanning aan beide uiteindenvastgezet. De stalen band volgt nu thermische lengte-veranderingen van het bed van de machine. De thermi-sche uitzettingscoëfficiënt van de machine wordt zodoorgegeven aan de maatband.

Snelle en betrouwbare montageOm de montage van een dergelijk lang meetsysteemzo makkelijk mogelijk te maken, heeft HEIDENHAINeen nieuwe montagemethode ontwikkeld met alswinst dat de montagetijd korter wordt en tegelijkertijdde kwaliteit en betrouwbaarheid van de aftasting toe-nemen.

Een van de bijzonderheden bij de montagemethodezijn de nieuwe maatbandbehuizingen. Deze maken demontage eenvoudiger, doordat de lengtedelen simpel-weg in elkaar geschoven kunnen worden. De afdich-ting tussen de secties loopt helemaal rondom.Bovendien sluiten deze nog beter aan, waardoor deovergangen tussen de aluminium secties nog minderaanwezig zijn. Na het monteren van de secties, wor-den de maatband en de loopbanden voor de aftastkopdoor het systeem getrokken en de rubberen afdichtlip-pen gemonteerd. Als laatste wordt de aftastkop in hetsysteem geschoven.

Om positiefouten ter plaatse van de overgangen vande secties te voorkomen en daarmee de systeem-nauwkeurigheid niet negatief te beïnvloeden, is demaatband altijd gemonteerd in de spanningsvrije zone.�

13

14

Optimale combinatie uit één handDe modulaire hoekmeetmodules van HEIDENHAINvallen op door de uitstekende specificaties voor watbetreft rondloopnauwkeurigheid van de lagers en dereproduceerbaarheid van de hoekmeting.

Het geringe aanloopkoppel maakt zéér gelijkmatigebewegingen mogelijk. En in plaats van talloze losseonderdelen zijn de optimaal op elkaar afgestemde sub-modules, met gecontroleerde specificaties en eigen-schappen, beschikbaar om zó ingebouwd te worden.Bovendien is de module vaak compacter, omdat veelalenkele mechanische interfaces vervallen.

Complete systeemoplossingen voor rondassen zijnnu door HEIDENHAIN kant en klaar leverbaar. Ditkan fabrikanten die gecompliceerde rondassengebruiken, kwalitatief en financieel voordeel bie-den. En naar verwachting zijn onze oplossingen danook nog eens beter dan zelf gebouwde onderdelen.

Zeer nauwkeurige rondassen zijn dé onderdelen waar-bij de producenten van bijvoorbeeld meetmachines,laser-trackers, waferhandlingsystemen, erodeermachi-nes of precisie bewerkingsmachines zeer nauwgezette werk moeten gaan als deze in eigen beheer vervaar-digd worden. Dit omdat de productie zeer complex is.Het begint al bij de inkoop van de verschillende onder-delen. En als de juiste componenten dan gevondenzijn, volgt een montage onder niet standaard omstan-digheden en vaak moeten componenten met elkaargematched worden om het beoogde eindresultaat tehalen.

Als uiteindelijk de beoogde specificaties gehaald wor-den, is dit vaak ook te danken aan de vakbekwaamheidvan diegene die de onderdelen selecteerde en samen-bouwde met daarbij ook nog een beetje geluk. Het isveelal een onvoorspelbaar proces en niet gebaseerd opharde feiten en reproduceerbare eigenschappen. Datdit soms veel (leer)geld kost, is duidelijk.

Nauwkeurige hoekmeetsystemen en precisielagers gecombineerdOm dit probleem aan te pakken heeft HEIDENHAINeen aantal subsystemen ontwikkeld die, geïntegreerdin een bepaalde toepassing, voorspelbare nauwkeurig-heden behalen. Onze nieuwe hoekmeetmodules zijneen perfecte combinatie van nauwkeurige hoekmeet-systemen en precisielagers die, als het gaat om repro-duceerbare nauwkeurigheid, wedijveren met luchtgela-gerde assen.

De nieuwe hoekmeetmodules vanHEIDENHAIN zijn de perfecte combinatie van zeer nauwkeurigehoekmeetsystemen en precisielagers.

Complete hoekmeetmodules van HEIDENHAIN

Combinatie van nauwkeurighoekmeetsysteem en precisielager

Als hoog geïntegreerde submodule bieden de hoekmeetmodu-les gecontroleerde en gespecificeerde eigenschappen.

15

specialistische producenten van systemen op hetgebied van bijvoorbeeld laser, metrologie en semicon-ductors extra mogelijkheden om de specificaties vanhun systemen nog weer verder te verbeteren.

HEIDENHAIN levert met deze hoekmeetmodules, eencombinatie van hoekmeetsysteem en lagering, highquality units die passen in ons streven om substantiëlemeerwaarde toe te voegen aan de te produceren systemen van de afnemers. �

Optimaal werkend en eenvoudig in te bouwenDe assemblage, het op elkaar afstemmen van degebruikte componenten, de montage en het afstellenvan de module heeft HEIDENHAIN allemaal al voorafgedaan. Door een simpele mechanische interface is demodule eenvoudig in een machine te integreren. De opdit moment standaard leverbare beschikbare moduleszijn verkrijgbaar met een holle asdiameter van 35 mmtot 100 mm.

Hét alternatief voor luchtlagersIn veel toepassingen is een zo goed mogelijke gelei-dingsnauwkeurigheid van het lager maatgevend. Alsmen kijkt naar dit aspect zijn hoekmeetmodules vanHEIDENHAIN zonder meer een alternatief voor luchtla-gers.

Weliswaar is de absolute nauwkeurigheid van eenluchtlager beter dan die van een walslager, echter deherhalingsnauwkeurigheid van de hoekmeetmodulesvan HEIDENHAIN zijn vergelijkbaar met die van luchtla-gers. Daarbij komt dat de stijfheid van onze walslagerseen factor 10 hoger is dan bij luchtlagers. Daardoor kaneen fabrikant, zeker bij toepassingen waar krachtenoptreden, met de hoekmeetmodules vanHEIDENHAIN per saldo betere resultaten boeken danmet luchtlagers. En dan zijn de walslagers ook nogeens minder gevoelig voor stootbelastingen en vervalteen gecontroleerde luchtvoedinginstallatie. Dit alleszorgt er voor dat onze hoekmeetmodules robuuster eneenvoudiger in het gebruik zijn.

Klantspecifieke oplossingenDe hoekmeetmodules zijn opgebouwd rond door onszelf geproduceerde lagers en deze maken het mogelijkom nauwkeuriger hoekmeetmodules te ontwerpen ente produceren dan met de op de markt beschikbarelagers.

Maar zelfs deze lagers kunnen we per toepassing nogextra optimaliseren voor bijvoorbeeld een extremenauwkeurigheid, minimale wrijving, minimaal aanloop-koppel of nog betere rondloopeigenschappen. Dezemogelijkheden ontstaan bij de keuze van de specifieke smeermiddelen, materiaalkeuze of bijvoorbeeld de toe-gepaste drukhoek in het lager.

HEIDENHAIN kan hoekmeetmodules opbouwen metfocus op de voor de klant belangrijkste criteria en daar-bij gebruik maken van de verschillende dedicated com-ponenten die we tot onze beschikking hebben. Ook deelektrische interface naar de volgelektronica en demechanische koppeling met de installatie van de klantzijn altijd bespreekbaar.

Extreme specificatiesOnze lagertechniek, die optimaal en toepassingsafhan-kelijk wordt geïntegreerd in de optische aftasting voorde hoekmeting, leidt tot extreme specificaties. Eenvoorbeeld daarvoor is de herhalingsnauwkeurigheid.Deze is, afhankelijk van de gekozen configuratie, 0,2boogseconde (afgerond 56 . 10-6 graden). Dit geeft de

Schematische weergave van de meetgroottes en meetplaatsen die voor de nauwkeurigheidvan een precisielager doorslaggevend zijn.

Hoekmeetmodules halen een geleidingsnauwkeurigheid die deze tot een robuust en eenvoudigte hanteren alternatief voor luchtlagers maakt. De grafiek toont een voorbeeld.

Maximale waarde

Ideale draai-as

Geleidingsfout in meetvlak 2

Kanteling van de as

Positie van de draai-as bijdraaihoek phi

Geleidingsfout in meetvlak 1

Vlakloopmeting

Rondloopmeting

Dpw = diamater van de walslager elementen

Dpw

Niet reproduceerbare geleidingsafwijkingen gemeten over 5 omwentelingen in µm

Meetgroottes en meetposities bij een walslager

HEIDENHAIN NEDERLAND 6710 BB Ede Nederland Telefoon: 0318-581800 www.heidenhain.nl

Hoekmeetsystemen + Lengtemeetsystemen + Contourbesturingen + Digitale uitlezingen + Meettasters + Impulsgevers

Voordelen:• ontworpen voor frezen, draaien,slijpen

• geschikt voor kleine, grote,gesloten en open machines

• compact ontwerp, ideaal voorkleine inbouwruimtes, meervrijheid bij het zwenken

• betrouwbare meetresultaten• lucht/water jets voor reinigen• slijtagevrije optische sensor• voeding met (oplaadbare) batterij

Betaal laatste € 1000,- alléén als 3D-tastsysteem zichzelf terugverdient

‘Compleet’ draadloos 3D-tastsysteem voor € 4760,- HEIDENHAIN heeft nu een ongekend aanbod: een kwalitatief uitstekend en compleet 3D-tastsysteem tegen de concurrerende prijs van € 4760,- waarbij wij óók zorgen voor een snelle montage, goede gebruiksinstructie en begeleiding tijdens de eerste fase van dedaadwerkelijke productie.

Verdien investering in 3-D taster van HEIDENHAIN in één jaar terug!

HEIDENHAIN daagt uit!

Uitgestelde betaling en terugverdiengarantie

Wij zijn er zó van overtuigd dat deinvestering in een draadloos 3D-tastsysteem van HEIDENHAIN,binnen één jaar terugverdiend kan worden, dat wij na montageslechts € 3760,- factureren en het resterende bedrag van € 1000,- één jaar uitstellen.Kopers hoeven deze laatstebetaling niét te voldoen, als blijktdat het tastsysteem zichzelf nietheeft terugverdiend.

Werkstukken en gereed-schappen automatischuitrichten en meten

Deze draadloze 3D-systemen vanHEIDENHAIN zijn uitermategeschikt voor gebruik op frees-machines en bewerkingscentramet een TNC-besturing van HEIDENHAIN. Het uitrichten enmeten van werkstukken gebeurtautomatisch, snel en zeer nauw-keurig. Onze tastsystemen staangarant voor een zeer hogebetrouwbaarheid.

Verhoog rendement, reduceer kostbare stilstandtijd

Met tastsystemen vanHEIDENHAIN worden insteltijden,het vastleggen van werkstuk - nulpunten en het uitvoeren vancontroles, in tijd tot een minimumbeperkt. Bewerkingsfoutenworden direct gedetecteerd enkunnen gecorrigeerd wordenzonder opnieuw in te spannen.De winst zit in de verhoging vanhet machinerendement en deproductiekwaliteit.

Vraag naar de optimale oplossing voor uw bedrijfssituatie en onze voorwaarden. Voor montage op andere besturingengelden andere prijzen, wijzigingen voorbehouden.