Název etalonu: Státní etalon geometrických rozměrů 3D objektů
Kódové označení: ECM 113-1/19-063
Rok vyhlášení: 2019
Pracoviště: odd. 8015 ČMI LPM Praha
Garant: Ing. Jakub Sýkora
Státní etalon geometrických rozměrů 3D objektů slouží k zjištění rozměrů prostorových (3D) objektů (hmotných těles, výrobků, artefaktů). Rozměrem se rozumí vzdálenost dvou geometrických útvarů v prostoru (dvou bodů, roviny a bodu, apod.). Načtení geometrických útvarů (bodů, mraků bodů) se děje citlivou dotykovou sondou v sounáležitosti s měřítky stroje a vyhodnocovacím software. Zjišťovaný rozměr má jednotku délky jeden metr, ale vyjadřuje se v dílech této jednotky (milimetr, mikrometr, nanometr). Jednotka délky jeden metr je definována jako vzdálenost, kterou proběhne světlo ve vakuu za 1/299 792 458 sekundy. (Tato definice je také uvedena v zákoně o metrologii č. 505/1990 Sb.) Zjišťování rozměru se na etalonu uskutečňuje pomocí měřítek, které jsou zabudovány do všech tří os stroje (jedná se o osy x, y, z kartézského souřadnicového systému). Měřítka stroje, která jsou nositelem jednotky délky, splňují návaznost až na mezinárodní etalon délky, jak dokládá schéma návaznosti.
Měřící rozsah:
• Lineární pohony ve všech třech osách s měřicím rozsahem X 900 mm, Y 1500 mm, Z 630 mm
• Integrovaný otočný stůl s rozsahem 360°
Podle informací dostupných od výrobce je konstrukce etalonového souřadnicového měřicího stroje ZEISS XENOS s integrovaným otočným stolem od základu nová a vychází z 20leté zkušenosti vývojářů a zákazníků společnosti Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH (Zeiss). Ve stroji je ukryto několik patentů společnosti Zeiss. Rozlišitelnost pravítek je srovnatelná s dosud nejpřesnějším odměřováním v ose pomocí laserových interferometrů, kde se dosahuje rozlišitelnosti 1 nm. Známý Abbého princip, který doporučuje umístit měřítka do osy měření, vyřešila společnost Zeiss patentovaným virtuálním centrálním pohonem. Pohyb nejdelší osy y v délce 1 500 mm je uskutečněn dvěma lineárními pohony v horní části stroje. Oba tyto pohony, které jsou vzájemně synchronizovány pomocí nové technologie vyvinuté společností Zeiss, vedou k virtuálnímu centrálnímu pohonu, který zajišťuje optimální rozložení sil pohonů v závislosti na poloze pinoly v příčném směru osy x.
Pro komponenty důležité pro přesnost se na stroji ZEISS XENOS používá inovativní keramika z karbidu křemíku. Dosud nebyl tento materiál ve srovnatelné velikosti komponent a přesnosti téměř použit. Na rozdíl od běžné keramiky z oxidu hlinitého poskytuje keramika z karbidu křemíku asi o 50 % nižší tepelnou roztažnost, až o 30 % vyšší tuhost a o 20 % nižší hmotnost. V porovnání s ocelí zajišťuje dvojnásobnou tuhost při poloviční hmotnosti.
Důležitá jsou také optimalizovaná vzduchová ložiska, která zlepšují stabilitu a přispívají tak k vyšší přesnosti a opakovatelnosti.
