計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）是一種對(duì)材料的無(wú)損探傷技術(shù)，它具有特有的檢測(cè)件三維成像功能。例如，它能精確測(cè)量工件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)尺寸，并與CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以檢測(cè)是否存在孔洞及其它缺陷。依科視朗國(guó)際公司是一家工業(yè)X光與CT（計(jì)算機(jī)斷層掃描）系統(tǒng)的領(lǐng)先供應(yīng)商，其成功開(kāi)發(fā)了兩款創(chuàng)新的CT系統(tǒng)，它們突出的特點(diǎn)是擁有極高準(zhǔn)確性的檢測(cè)結(jié)果。這些CT系統(tǒng)中采用了最新開(kāi)發(fā)的帶滾動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及海德漢公司最新開(kāi)發(fā)的角度編碼器模塊（圖1）。
高精度檢測(cè)工件
眾多工業(yè)與科研應(yīng)用需要使用更高性能的CT系統(tǒng)，這就需要對(duì)此種特殊的X光技術(shù)有透徹的理解。這正是依科視朗公司自己開(kāi)發(fā)關(guān)鍵部件或與合作伙伴進(jìn)行密切合作開(kāi)發(fā)的原因。例如，最新的案例是臥式CT系統(tǒng)FF20 CT及FF35 CT中使用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是與海德漢公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的（圖2）。依科視朗國(guó)際公司產(chǎn)品經(jīng)理Peter Kramm解釋說(shuō)：“‘臥式’是指X光方向。與醫(yī)用X光系統(tǒng)不同，臥式系統(tǒng)的X光設(shè)備不能?chē)@檢測(cè)件旋轉(zhuǎn)，而是檢測(cè)件旋轉(zhuǎn)360°。”
FF20 CT需要檢測(cè)件靠近X光管的外部（圖3）。這樣很小的檢測(cè)件也能大倍率地放大。由于微焦點(diǎn)X光管的X光焦點(diǎn)非常小，因此能達(dá)到極高分辨率的檢測(cè)結(jié)果。圖像質(zhì)量方面，它能檢測(cè)600nm線(xiàn)距的檢測(cè)件，因此它是半導(dǎo)體和電子工業(yè)以及醫(yī)療器械與材料科學(xué)應(yīng)用的理想選擇。
FF35 CT具有非常廣泛的應(yīng)用，它搭載性能強(qiáng)大的X光裝置，檢測(cè)件通常位于X光管略遠(yuǎn)的位置（圖4）。這種CT系統(tǒng)也用于檢測(cè)重量在30kg以?xún)?nèi)的鑄件與組件，例如，汽車(chē)、電子和航空航天以及醫(yī)療器械行業(yè)中的工件。
兩種CT系統(tǒng)都采用創(chuàng)新和技術(shù)領(lǐng)先的觸控操作系統(tǒng)。基于“即裝即測(cè)”的理念，該CT系統(tǒng)的檢測(cè)件定位操作非常簡(jiǎn)單，全自動(dòng)碰撞保護(hù)功能可自動(dòng)校準(zhǔn)整個(gè)檢測(cè)室。該系統(tǒng)全面采用的健康監(jiān)視器提高了系統(tǒng)可靠性，健康監(jiān)視器檢測(cè)該系統(tǒng)的部件狀態(tài)與工作時(shí)間。例如，平板電腦或智能手機(jī)的遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)能力讓用戶(hù)可以隨時(shí)查看健康監(jiān)視器信息或查看正在進(jìn)行的檢測(cè)。
帶滾柱軸承的高精度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)
高精度地定位檢測(cè)件是進(jìn)行以上檢測(cè)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)系統(tǒng)通常采用氣浮軸承的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)件。優(yōu)點(diǎn)是空載時(shí)回轉(zhuǎn)軸的徑向跳動(dòng)精度非常高，這對(duì)于高精度定位極為關(guān)鍵。“回轉(zhuǎn)工作臺(tái)空載時(shí)的徑向跳動(dòng)質(zhì)量也是我們非常重要的要求，但我們還需要讓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)承載30kg以?xún)?nèi)的檢測(cè)件。這是我們考慮全新方式的原因。”依科視朗的系統(tǒng)工程師Andreas Mecke解釋說(shuō)：“為此我們開(kāi)發(fā)了安裝在滾動(dòng)軸承上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。”
FF20 CT的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)承重達(dá)20kg，而更大的系統(tǒng)承重達(dá)30kg。“關(guān)鍵條件是回轉(zhuǎn)工作臺(tái)帶載后不能壓縮也不能傾倒。帶載后可能導(dǎo)致巨大的徑向跳動(dòng)誤差——這是氣浮軸承的最大弱點(diǎn)。”Andreas Mecke繼續(xù)說(shuō)道。海德漢公司的MRP角度編碼器模塊在此方面具有突出優(yōu)點(diǎn)。它不僅具有氣浮軸承的優(yōu)點(diǎn)（導(dǎo)向精度高），也具有滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)（剛性大）。氣浮軸承系統(tǒng)的典型傾倒剛性是33Nm/mrad，而角度編碼器模塊達(dá)到了102Nm/mrad（FF20 CT）甚至高于1000Nm/mrad（FF35 CT）。實(shí)際應(yīng)用中，這些參數(shù)性能提供了更高精度和重復(fù)精度的測(cè)量結(jié)果。
而且，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角度偏差必須盡可能小。這需要高精度的旋轉(zhuǎn)測(cè)量系統(tǒng)。氣浮軸承回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的測(cè)量系統(tǒng)必須獨(dú)立安裝，降低了系統(tǒng)精度。“海德漢解決方案將軸承與測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量點(diǎn)位置組成一個(gè)剛性連接的且結(jié)構(gòu)緊湊的一體化系統(tǒng)。”Andreas Mecke說(shuō)。依科視朗的項(xiàng)目經(jīng)理Axel Klein補(bǔ)充說(shuō)：“這些特性讓我們達(dá)到了比氣浮軸承更高的熱穩(wěn)定性，這是因?yàn)榇朔N組合技術(shù)對(duì)受熱影響很不敏感。”
“此外，還避免了安裝傳統(tǒng)軸承系統(tǒng)時(shí)可能存在的誤差。”海德漢公司的技術(shù)銷(xiāo)售Christian Marossy說(shuō)。“角度編碼器模塊的所有部件都已在出廠(chǎng)前準(zhǔn)確找正了，用戶(hù)不需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)找正。客戶(hù)能擁有確定的軸承質(zhì)量與測(cè)量系統(tǒng)精度。”Christian Marossy還談到另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：“該絕對(duì)式角度編碼器模塊的EnDat 2.2接口對(duì)用戶(hù)也是一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。與控制器一起使用后，該接口使用非常方便，因?yàn)閰?shù)很簡(jiǎn)單，不需要執(zhí)行軸的回零操作。”
對(duì)用戶(hù)的另一個(gè)好處是持續(xù)潤(rùn)滑的滾柱軸承，因此旋轉(zhuǎn)軸可以免維護(hù)。同樣，也不需要定期更換過(guò)濾器，這與氣浮軸承系統(tǒng)不同，避免了氣浮軸承固有的壓縮空氣成本。
緊密集成
通常，角度編碼器軸承不能承受載荷。因此安裝時(shí)，必須在應(yīng)用中使用聯(lián)軸器和獨(dú)立的機(jī)器軸承。而新款角度編碼器模塊組合了角度編碼器與高精度軸承，并相互調(diào)整到了最佳狀態(tài)。它的結(jié)構(gòu)非常緊湊并具有極高的測(cè)量精度和方向精度，極高的分辨率及最高的重復(fù)精度。很小的啟動(dòng)扭矩使運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)。這種組合設(shè)計(jì)具有全面的確定性，而且測(cè)試合格，操作和安裝都非常簡(jiǎn)單。
角度編碼器模塊的軸承由海德漢開(kāi)發(fā)并在特羅因羅伊特生產(chǎn)。所用的滾動(dòng)軸承為高精度的旋轉(zhuǎn)軸要求進(jìn)行了針對(duì)性調(diào)整。突出特點(diǎn)是極高的導(dǎo)向精度、高剛性、小啟動(dòng)扭矩及穩(wěn)定的連續(xù)扭矩。同時(shí)，結(jié)構(gòu)緊湊及重量輕。
海德漢現(xiàn)提供兩大角度編碼器模塊系列產(chǎn)品——MRP 5000系列（35mm空心軸）與MRP 8000系列（100mm空心軸）。小尺寸的增量式或絕對(duì)式角度編碼器模塊的系統(tǒng)精度為± 2.5"或± 5"，大尺寸為± 1"或± 2"。
Christian Marossy說(shuō)：“依科視朗國(guó)際公司是最先采用我們新款帶滾動(dòng)軸承角度編碼器模塊的用戶(hù)之一。這些全新編碼器的開(kāi)發(fā)也考慮了來(lái)自依科視朗的許多要求——如負(fù)載要求。”同時(shí)，依科視朗可依賴(lài)海德漢在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)滾動(dòng)軸承方面多年的經(jīng)驗(yàn)。多年來(lái)這些軸承已應(yīng)用于大多數(shù)海德漢高精度角度編碼器中。
詳細(xì)檢測(cè)的計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)
計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)能將檢測(cè)件三維成像。它擁有廣泛的應(yīng)用，例如，高精度孔洞和壁厚分析、確定幾何公差、通過(guò)比較CT數(shù)據(jù)與樣件數(shù)據(jù)或直接比較CAD數(shù)據(jù)的名義值與實(shí)際值的計(jì)算等。計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)不僅檢測(cè)結(jié)果精度高于X光成像技術(shù)，還能提供有關(guān)生產(chǎn)過(guò)程的高價(jià)值信息。典型優(yōu)點(diǎn)包括顯著加快新件或新模塊的初次取樣速度并通過(guò)CT監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程提高生產(chǎn)產(chǎn)能。
