HEIDENHAIN: höchste Genauigkeit für neuen Blick ins Universum
Winkelmessgeräte von HEIDENHAIN für das leistungsfähigste Teleskop der Welt
(PresseBox) - Das internationale ALMA-Projekt ist für alle Beteiligten ein Prestigeobjekt. Obwohl das Observatorium erst 2013 fertig gestellt wird, lieferte es schon am 3. Oktober 2011 atemberaubende Aufnahmen aus den Tiefen des Weltalls. 25 der insgesamt 66 Antennen sind aus Europa und mit Winkelmessgeräten von HEIDENHAIN ausgestattet. Damit wird die exakte Positionierung der tonnenschweren Antennen überhaupt erst möglich. Denn höchste Genauigkeit ist notwendig für astronomische Beobachtungen der nächsten Generation.
Das ALMA-Observatorium in der Atacama-Wüste im Norden Chiles ist das leistungsfähigste Radioteleskop der Welt und das wohl komplexeste erdgebundene Observatorium der Welt. Mit ALMA, für "Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array", wollen Astronomen besonders weit entfernte Galaxien erforschen, nach den Grundbausteinen für Sonnensysteme und bewohnbaren Planeten suchen. Es ist noch nicht einmal fertig gebaut, da haben erste Aufnahmen ungeahnter Genauigkeit weltweit für Aufsehen gesorgt.
Bislang sind etwa ein Drittel der 66 geplanten Radioantennen auf dem 5000 Meter hoch gelegenen Wüstenplateau errichtet. ALMA beobachtet den Kosmos nicht mit einer einzelnen Antenne, sondern mit mehreren Empfängern, die sehr genau rangiert und zu einem einzigen Teleskop zusammengeschaltet werden. Alma-Korrelator, einer der schnellsten spezialisierten Supercomputer der Welt, verrechnet die Bilddaten der Antennen dann zu einem Gesamtbild.
Gestochen scharf und Lichtjahre entfernt
Die Kopplung der Antennen zu einem riesigen Teleskop ermöglicht ALMA Aufnahmen von Himmelskörpern, die etliche Millionen Lichtjahre entfernt sind. Entscheidend ist dabei die exakte Positionierung der tonnenschweren Antennen. Geringste Ungenauigkeiten verfälschen das Ergebnis und führen zu unscharfen Bildern.
Bei den 25 europäischen Radioantennen entschieden sich die Verantwortlichen für Winkelmessgeräte von HEIDENHAIN. Seit fast 60 Jahren entwickelt und produziert HEIDENHAIN aus dem oberbayerischen Traunreut Winkelmessgeräte und ist damit ein Pionier auf diesem Gebiet. Mit der außerordentlichen Messgenauigkeit, und der hohen Langzeitstabilität gewährleisten sie bei ALMA die erforderliche Genauigkeit bei der Ausrichtung der Antennen.
Die besondere Stärke der eingesetzten Winkelmessgeräte von HEIDENHAIN ist die hervorragende Genauigkeit innerhalb einer Signalperiode. Sie arbeiten berührungslos und eignen sich dadurch besonders für den Einsatz in Präzisionsgeräten.
Horizontal- und Vertikalwinkel präzise messen
Um den Horizontalwinkel (Azimut) exakt zu justieren, nutzen die europäischen ALMA-Antennen das neue inkrementale Winkelmessgerät ERA 7480C mit 247.800 Teilungsstrichen und einem Durchmesser von 3155 Millimetern. Das ERA 7480C wurde extra für den ALMA-Einsatz maßkonfektioniert, die Bandlänge genau auf den benötigten Durchmesser angepasst. Die erzielbare Genauigkeit wurde bei der Projektierung vorab simuliert. Die Winkelmessgeräte der Baureihe ERA 7000 bestehen aus der Abtasteinheit und einem einteiligen Stahlmaßband als Teilungsträger.
Den Vertikalwinkel (Elevation) stellen die Forscher in Chile mit Hilfe des HEIDENHAIN Winkelmessgeräts ERA 4282C ein. Das besonders genaue Winkelmessgerät der ERA 4000 Baureihe mit Stahlteilungstrommel hat 32.786 Teilungsstriche und einen Durchmesser von 209 Millimetern.
Die Interface-Elektroniken von HEIDENHAIN passen die Messgerätesignale an die Schnittstelle der Folge-Elektronik an. Die neue Externe Interface Box EIB 749 interpoliert und kompensiert die Ausgangssignale aus den Abtastköpfen. Die Positionswerte werden über Ethernet an den Steuerungscomputer der Antenne ausgegeben.
Winkelmessgeräte
Als Winkelmessgeräte werden typischerweise Messgeräte mit einer Genauigkeit besser ±5 Winkelsekunden und mehr als 10.000 Strichen bezeichnet. Diese Winkelmessgeräte werden in Anwendungen eingesetzt, die eine hochgenaue Erfassung von Winkeln im Bereich von wenigen Winkelsekunden benötigen, beispielsweise in Rundtischen und Schwenkköpfen von Werkzeugmaschinen, C-Achsen von Drehmaschinen aber auch an Messeinrichtungen oder Teleskopen.
Messprinzip
HEIDENHAIN-Messgeräte benutzen Maßverkörperungen aus regelmäßigen Strukturen - so genannte Teilungen. Als Trägermaterial für diese Teilungen dienen Glas- oder Stahlsubstrate.
Beim inkrementalen Messverfahren, das auch beim Weltraumteleskop ALMA, eingesetzt wird, besteht die Teilung aus einer regelmäßigen Gitterstruktur. Die Positionsinformation wird durch Zählen der einzelnen Inkremente (Messschritte) von einem beliebig gesetzten Nullpunkt aus gewonnen. Da zum Bestimmen von Positionen ein absoluter Bezug erforderlich ist, verfügt die Maßverkörperung über eine weitere Spur mit sogenannten abstandskodierten Referenzmarken. Die mit den Referenzmarken festgelegte absolute Position des Maßstabs ist genau einem Messschritt zugeordnet.
Produktiver arbeiten mit HEIDENHAIN
HEIDENHAIN-Produkte sorgen dafür, dass Maschinen und Anlagen produktiv und effizient arbeiten. Die DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH entwickelt und produziert Längen- und Winkelmessgeräte, Drehgeber, Positionsanzeigen und numerische Steuerungen für anspruchsvolle Positionieraufgaben. HEIDENHAIN-Produkte kommen vor allem in hochgenauen Werkzeugmaschinen sowie in Anlagen zur Produktion und Weiterverarbeitung von elektronischen Bauelementen zum Einsatz
Mit umfassendem Know-how in Entwicklung und Fertigung von Messgeräten und Steuerungen schafft HEIDENHAIN wichtige Voraussetzungen für die Automatisierung von Anlagen und Fertigungsmaschinen von morgen.
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ALMA beobachtet nicht mit einer einzelnen Antenne, sondern nach der Fertigstellung sogar mit 66 Empfängern, die hochpräzise gesteuert und zu einem riesigen Teleskop zusammengeschaltet werden. Entscheidend dabei ist die exakte Positionierung der tonnenschweren Antennen. Dafür sorgen unter anderem Winkelmessgeräte von HEIDENHAIN. Quelle: Foto-Credits: ESO/José Francisco Salgado
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Messegeräte ERA 7480 und ERA 4282 - Das Winkelmessgerät ERA 7480C besteht aus der Abtasteinheit und einem einteiligen Stahlmaßband als Teilungsträger. Das Stahlmaßband liefert HEIDENHAIN standardmäßig bis zu einer Länge von 30 Metern und auf Anfrage sogar noch weit darüber hinaus. Für Anwendungsfälle, bei denen kein Vollkreis zur Verfügung steht oder nur Teilwinkel zu erfassen sind, stehen Segmentlösungen zur Verfügung. Das Einbau-Winkelmessgerät ERA 4282C besteht aus Teilungstrommel und besonders kompaktem Abtastkopf.
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Datum: 09.11.2011 - 10:37 Uhr
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