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海德漢直線光柵尺隻需極小的安裝空間

更新時間: 2019-01-07  點擊次數: 1241次

海德漢直線光柵尺隻需極小的安裝空間詳情如下:

海德漢直線光柵尺的突出特點是精度*和耐用性*。其高質量的信號是由於(yu) 采用了超精密的DIADUR測量基準和高精度的單場掃描方法。它是*精度和極小單信號周期內(nei) 位置誤差編碼器的基礎。例如,海德漢LC係列直線光柵尺的細分誤差遠遠小於(yu) 100 nm。 從(cong) 5圖可見,1,000個(ge) LC 183直線光柵尺連續測量的細分誤差的RMS值。85%測試的直線光柵尺的細分誤差的RMS值小於(yu) 12 nm。新代LC 115直線光柵尺的RMS誤差小。
OHB Systems正在款地表監測的全新超譜衛星EnMAP。該衛星中含5麵反光鏡、6個(ge) 棱鏡和三個(ge) 攝像頭以及電子組件,且正在被準確地安裝在狹小空間中,部件之間的空間通常僅(jin) 十分之毫米。安裝期間,必須杜絕這些部件接觸,否則可能損壞這些敏感的部件。海德漢LIP 581直線光柵尺和POSITIP 880數顯裝置為(wei) 其立下奇功。
正如“星際迷航”電影片頭中所說:“太空,Z後的疆域。”OHB的EnMAP衛星項目經理Gavin Staton和責任工程師Dave Mussett當然希望他們(men) 在衛星中能有多的空間,盡管“外太空浩瀚無垠,但衛星時,我們(men) 實在無法獲得寬敞的空間。不僅(jin) 如此,我們(men) 的任務是Z大限度地減少空間和重量。”因此,我們(men) 必須巧妙地利用安裝空間中的每個(ge) 立方毫米,以Z大限度地減少衛星的質量和尺寸,確保衛星在太空中和在陸地軌道上飛行。過程中,還必須保持*的穩定性,這是該項目的難點,例如EnMAP衛星內(nei) 迷宮般的布局。
杆、撐杆和敲擊—組裝中的嚴(yan) 峻挑戰
OHB Systems正在德國慕尼黑以西的WesslingEnMAP衛星。A96高速公路上的大多數開車人在駛過不起眼的辦公樓前時都無法想象該樓內(nei) 的高科技程度。該辦公樓的外表麵絲(si) 毫看不出這裏是歐洲Z大的ISO 5級超淨車間,這裏正在組裝EnMAP衛星。準確地說,在這裏組裝部分而不是整個(ge) 衛星,Z初隻組裝該項目的核心組件 - 光學設備。
核心組件位於(yu) 其外殼內(nei) ,其底板由鋁塊銑削加工製成。其底座、外壁和內(nei) 撐杆組成高剛性的單元,在該單位內(nei) 安裝複雜的光電設備的所有其它部件並進行連線。安裝件時,盡管空間較大,但隻能從(cong) 個(ge) 方向接近該位置,也需要*的精度。較大傾(qing) 角的撐杆嚴(yan) 重限製運動的自由度。
每增加個(ge) 部件,工作區中的空間就減少些,直到可運動的範圍減少到隻有幾個(ge) 百分之毫米。不僅(jin) 光學組件—反光鏡、棱鏡和攝像頭—不允許相互磕碰,外殼、工具也不允許任何接觸,因為(wei) 這些表麵都非常敏感。即使輕微的劃傷(shang) 也影響光學係統成像,甚至可能導致無法使用。“無法使入射光正確地衍射,無法準確聚焦,反光鏡無法正確地為(wei) 攝像頭導光。也就是說攝像頭無法接收完整光照和光譜,嚴(yan) 重時可能無任何光線到達攝像頭。這將造成圖像變形或不可用,甚至*沒有圖像—這意味著EnMAP整個(ge) 任務的失敗,”Gavin Staton介紹光學組件無差錯安裝的重要性時說。
微米級高精度組裝的安裝工具
意大利Airworks為(wei) OHB工程師伸出援助之手,為(wei) OHB提供種特殊的安裝工具IOU-PIT(光學儀(yi) 器高精度安裝工具)。在超淨車間剛開始看到這款高性能的儀(yi) 器時,引人注意的是吊車起吊的重物,而不是這款安裝工具,這是高精度定位非常細小和輕質部件的安裝工具,部件重量不超過20 kg。IOU-PIT體(ti) 積相當龐大,其尺寸達3040 mm x 2510 mm x 2300 mm和重量達2.5噸。難以的原因是IOU-PIT的要求十分嚴(yan) 格,也就是說在超淨車間安裝和使用需要*的精度。方麵需要*的機械剛性,另方麵不允許使用超淨車間禁止使用的許多材質。
IOU-PIT由位於(yu) 意大利Monfalcone的Airworks工程師開發和。Airworks是個(ge) 立的開發機構,他們(men) 開發的高科技項目,包括航空航天項目,Stefano Picinich負責IOU-PIT設備。“實際上,關(guan) 於(yu) IOU-PIT的主要機械係統的設計,我們(men) 接觸了多家定位係統的。不幸的是,項目要求太高,快速打消了他們(men) 對項目的興(xing) 趣。Z後,我們(men) 無法找到個(ge) 有勇氣將我們(men) 的設備轉換成實際工具的,”Picinich伴有苦笑地回憶開發過程時說。“因此,我們(men) 自己進行,幸運的是我們(men) 找到了測量技術海德漢,海德漢像我們(men) 樣沒有畏懼高精度的要求。”
海德漢直線光柵尺和數顯裝置—準確地確定工具的頂端
海德漢增量式敞開直線光柵尺LIP 581以要求的高分辨率計算IOU-PIT各軸的位置值。該光柵尺提供位置值,在5 mm間距範圍上其基線誤差小於(yu) 0.175 ?m和細分誤差僅(jin) ±12 nm。而海德漢POSITIP 880數顯裝置顯示位置值。
IOU-PIT以兩(liang) 個(ge) 階段移動EnMAP衛星的部件:由電機驅動的三個(ge) 基本軸預定位部件,運動速度無影響。可選兩(liang) 種運動速度:1 mm/s和0.1 mm/s,或形象地說用蝸牛般速度和十分之的蝸牛般速度。IOU-PIT的Z大行程較大,達1250 mm x 1125 mm x 650 mm,500 mm行程上的Z大位置誤差僅(jin) 50 ?m。
在到安裝位置的Z後幾毫米和幾微米位置時,以及在衛星狹小工作區內(nei) 進行運動時,由OHB的技術員借助安裝工具*由手動方式操作。微米、微米地移動部件,穿過迷宮中已安裝的撐杆、部件和電纜直到達到Z終位置。“這期間,我們(men) 必須緊緊盯住要安裝的部件和數顯裝置,”Dave Mussett介紹這項精細的手動操作時說。“結果是我們(men) 設立了兩(liang) 道保險—先我們(men) 自己目視觀察物體(ti) ,其次用顯示清晰的POSITIP 880顯示屏非常準確地顯示位置值。”安裝過程每天都由OHB Systems進行確認,他們(men) 信賴Airworks的IOU-PIT安裝工具。到目前位置,全部部件都已準確地安裝到位,而且毫發未損—這要歸功於(yu) 海德漢的直線光柵尺和數顯裝置。

海德漢直線光柵尺隻需極小的安裝空間
EnMAP項目
EnMAP(環境遙感和分析計劃)是德國地表監測的超譜衛星項目。成像光譜儀(yi) 測量由地表反射的太陽光輻射,光譜範圍從(cong) 可見光到短波紅外線,以地描述地表狀況及其變化。這樣可以反映範圍的環境、農(nong) 業(ye) 、土地利用、水資源管理和地質方麵的變化。
EnMAP衛星攜帶的成像光譜儀(yi) 可以用250個(ge) 窄帶的連續光譜繪製地表圖。因此,EnMAP衛星提供有關(guan) 植被、土地利用、岩石麵和水資源的量化和診斷信息。這些信息也提供岩石的礦物成份、空氣汙染對植被壽命的影響以及土壤汙染的程度。
該衛星在650公裏的軌道上記錄地表掃描的數據,掃描分辨率為(wei) 30 x 30米。該衛星可沿垂直於(yu) 飛行方向進行不超過±30度的傾(qing) 斜,在同個(ge) 地點進行4天的比較性觀測,為(wei) 此EnMAP非常適用於(yu) 記錄空間-時間變化,例如植被的侵害過程或周期。光譜地表觀測提供信息,不同的自然環境如何形成生態係統以及如何擴散—例如受人影響的海岸帶和人文景觀以及草原、沙漠和森林區。
EnMAP項目由位於(yu) 波茨坦的德國地學研究中心(GFZ)負責科學指導,DLR宇航中心負責該項目的整體(ti) 管理。OHB Systems是整個(ge) 項目的主要承包,開發的超譜遙感衛星,包括儀(yi) 器和飛行器線。位於(yu) 德國奧伯法芬霍芬的DLR負責建立和設立地麵設施。衛星的操作和數據接收由德國太空控製中心(GSOC)及德國遙感數據中心(DFD)和遙感技術研究院(IMF)共同執行。
已為(wei) OHB Systems完成的工作,該是EnMAP的主承包,也是與(yu) DLR簽訂合同的合同方,資金來自德國聯邦經濟事物和能源部,該項目參考號為(wei) 50 EP 0801。
 

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