Přestože je HEIDENHAIN známý především jako přední výrobce přesných optických snímačů polohy pro měření délek/úhlů a významným evropským dodavatelem CNC řízení pro přesné obráběcí stroje na výrobu forem, figuruje ve výrobním programu značky i nezbytné příslušenství k obráběcím strojům.
Již 25 let vývoje a výroby 3D dotykové sondy Historie poloviny 80. let minulého století byla provázena zásadními technickými změnami v oblasti CNC řízení, např. zavedením MPC 8086, prostorové grafiky a náhrady děrné pásky jako nosiče NC programu paměťmi typu RAM. Souběžně se vyvíjelo zvláštní příslušenství doplňující komfort provozu obráběcích strojů a odbourávání neproduktivních časů při ustavování dílců a kontrole otupení nástrojů. Koncem 80. let zavedl HEIDENHAIN na trh jako jediný z výrobců CNC řízení obráběcích strojů 3D dotykové sondy TS 110 (kabelové provedení) / T510 (infračervené provedení) s HTL logikou pro elektronické ustavení dílce (určení šikmé polohy upnutí a její kompenzace v CNC), určení počátku obrábění a vlastního měření dílce v rámci přesnosti stroje. Sondy byly již tehdy vybaveny bezdotykovým optickým senzorem a prizmatickým talířem s 16 kontaktními body na obvodu. Optický senzor pracuje bez opotřebení a poskytuje i po velkém počtu snímání (typicky 5 milionů) vysokou reprodukovatelnost standardně lepší než +/– 1 μm. V letech 90. došlo ke zjednodušení konstrukce mechanické části senzorové jednotky až na dnešní podobu tříbodového uložení, přičemž se postupně navyšovala přesnost kvalitou opracování a montáže jednotlivých součástek. S nárůstem trendu digitalizace povrchu makety a následným obráběním programu vytvořeného ze sejmuté sítě bodů vznikl požadavek na kompletní technologii navazující na propojení CNC řízení s PC a vhodnou dotykovou sondou. HEIDENHAIN uvedl na trh souvislou sondu TM 110, s kinematikou osazenou třemi přesnými snímači polohy LIP 101 s třídou přesnosti +/– 0,1 μm, které zvýšily rychlost snímání z běžných ca 300 mm/min při snímání bodů krokováním až na hodnotu 6 m/min. Nicméně požadavky na digitalizaci postupně odezněly v důsledku zdokonalení CAD softwarů a počátkem nového století nastoupila generace dotykových sond řady TS 6XX s infračerveným přenosem a dosahem do 7 metrů, resp. miniaturizované provedení TS 4XX s dosahem do 3 m a kruhovým vyzařováním 360° bez nutnosti polohovat vřeteno při snímání v cyklu s několika odlišnými směry dotyku. Optický senzor je vybaven optimalizovaným systémem čoček a integrovaným předzesilovačem pro dosažení výstupních signálů.
Vlastní vývoj dotykov ých sond HEIDENHAIN zavedl řadu origin álních myšlenek a inovací do technického řešení dotykov ých sond , a to : » vysílací/přijímací infračervenou jednotku SE 540 plně integrovanou do vřeteníku obráběcího stroje. Zaručen je tak trvalý optický kontakt s dotykovou sondou a absolutní vyloučení stínů a přeslechů při měření vnitřních rozměrů dílců, typickým nasazením jsou robustní vidlicové frézovací hlavy (aplikace TRIMILL) » integrované ofukování místa, měření stlačeným vzduchem od vřetena, řešené trojicí trysek směrovaných na kuličku dotykového hrotu. Mezioperační měření mohlo být zařazeno do bezobslužného procesu, aniž by obsluha musela měřený objekt čistit od třísek a zbytků chladicí kapaliny. Vedle toho se samozřejmě zvýšila přesnost výsledků měření » HEIDENHAIN je autorem první sondy bez napájecích baterií, vybavené vzduchovou turbínou s generátorem, poháněné stlačeným vzduchem přivedeným dutinou vřetena. Hybridní technika : radiov ý a infračerven ý přenos sign álů Kombinovaný přenos signálů spojuje přednosti radiového (velký dosah) a infračerveného (vysoká přesnost a rychlost) přenosu. Díky tomu lze jeden typ dotykové sondy nasadit na rozdílné typy strojů (frézky, soustruhy, brusky) libovolné velikosti (s kompaktním krytováním až po velké vodorovné vyvrtávačky – aplikace FERMAT) bez rizika ztráty přenosu signálů. Možné jsou i obtížné aplikace, např. vnoření do válce. Radiový přenos pracuje ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz a disponuje více než 16 kanály. Dosah je delší než 15 m, v praxi lze při ideálních okolních podmínkách dosáhnout i většího dosahu. Každá dotyková sonda je jednoznačně spárovaná s vysílací přijímací jednotkou. Dosah infračerveného přenosu činí 7 m, s možností snímání odrazů od kabinového krytu obráběcího stroje při měření ve stínu. Použitá metoda nosné frekvence 5 MHz poskytuje nejvyšší odolnost vůči rušení osvětlovacími tělesy při extrémně krátkých přenosových časech. To umožňuje přesné výsledky měření nezávisle na rychlosti snímání. SE 660 vysílací/přijímací jednotka je univerzální přístroj s přepínatelným provozním režimem radiovým nebo infračerveným. Při instalaci definujete, zda má být spínací signál přijímán radiovým či infračerveným přenosem. Hledání volného radiového kanálu usnadňuje SE 660 zabudovaným sloupcovým indikátorem LED. Duální provedení umožňuje současně střídavý provoz infra/radio sondy pro měření dílce TS 460 i sondy pro měření nástrojů TT 460. Konstrukce anténních obvodů zaručuje vysokou odolnost proti eventuálnímu rušení z lokálních zdrojů. Unifikace sond pro měření dílc ů i nástroj ů Mechanické provedení senzorové jednotky je sjednoceno, tedy stejná senzorová jednotka je použita k měření nástrojů i dílců. Základem je rozměrový model předchozí miniaturizované generace TS 4XX o vnějším průměru 49 mm. Za účelem úspory provozních nákladů byla konstrukce elektronické části optimalizována na využití konvenčních baterií jako zdroje energie (př. lithiové, alkalické nebo akumulátory velikosti 1/2 AA). Výměna baterií je pohodlná a nevyžaduje použití nástrojů, stačí běžná 2korunová mince. Provozní doba s lithiovými bateriemi dosahuje běžně 400 h. Výstupní signály SE 660 do CNC využívají HTL logiku a jsou tudíž kompatibilní i s jinými CNC, např. Siemens. Vedle spínacího signálu HTL je k dispozici ještě bezpotenciální spínací signál, který umožňuje přímé připojení k řídicím systémům Fanuc bez dalšího adaptéru či zesilovače, na vstup High-Speed-Skip. Mechanick á ochrana proti kolizi a teplotní nez ávislost (opce ) Mechanický adaptér mezi dotykovou sondou a kuželem působí jako kolizní ochrana. Při lehkých kolizích pouzdra dotykové sondy s obrobkem nebo upínacím přípravkem dotyková sonda mírně uhne. Integrovaný spínač současně deaktivuje signál připravenosti a řízení zastaví stroj. Ochrana proti kolizi je proto účinná pouze při aktivované dotykové sondě. Nepoškozená dotyková sonda se znovu kalibruje (cyklus řídicího systému) a lze dále pokračovat v práci. Adaptér ochrany proti kolizi navíc působí jako potlačení tepelné vazby. Tím je dotyková sonda chráněná proti zahřátí od vřetena. Vysoká přesnost je dosažena perfektním obrobením mechanických součástí senzorové jednotky a přesností montáže. Přesnost každého vyrobeného přístroje TS 460 je dokumentována kalibračním protokolem přesnosti snímání v rozsahu 360°. Ve skutečnosti je typická hodnota reprodukovatelnosti měřené hodnoty při rychlosti snímání 1000 mm/min 2δ ca 0,3 μm. Optimalizace výrobních náklad ů a optimalizace cen Tím, že Hybrid HEIDENHAIN je nástupcem starší generace dotykových sond s infračerveným přenosem, zůstala zachována cenová kontinuita bez ohledu na to, že radiový provoz poskytuje vyšší možnosti nasazení na těžkých vodorovných vyvrtávačkách, např. ŠKODA MACHINE TOOL, TOS VARNSDORF a FERMAT, resp. na přesných portálových centrech TRIMILL pro karosářský průmysl nebo na těžkých obráběcích strojích společností STROJÍRNA TYC a TOS KUŘIM s výměnnými frézovacími hlavami. Nová konstrukce sond a pokrokové řešení jsou v tomto oboru zatím unikátní.