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Anwenderberichte

Vermessung großer Volumen, die die strengen Anforderungen der Astrophysik erfüllt

Vermessung großer Volumen, die die strengen Anforderungen der Astrophysik erfüllt

Vermessung großer Volumen, die die strengen Anforderungen der Astrophysik erfüllt

ASTROPHYSIK – Der FARO Laser Tracker Vantage erleichtert Einbau und Ausrichtung von Instrumentierungssubsystemen in Teleskopen mit großem Sichtfeld (JAST/T80 und JST/T250) in einem astrophysikalischen Observatorium in Aragon.

Das Observatorio Astrofísico de Javalambre (OAJ) ist eine neue astronomische Einrichtung in der Sierra de Javalambre, einem Gebirgszug in der spanischen Provinz Teruel. Für Entwurf, Bau, Betrieb und wissenschaftliche Nutzung der Einrichtung ist das Forschungszentrum für Astrophysik und Kosmologie in Aragon (CEFCA) verantwortlich. Sein Hauptzweck besteht darin, mithilfe von zwei Teleskopen mit großem Sichtfeld, modernsten Panoramainstrumenten und einer Reihe neu entwickelter optischer Filter umfangreiche astronomische Himmelskartierungen vorzunehmen. Die Merkmale dieser Einrichtung verlangen eine präzise großvolumige Dimensionskontrolle – und diese Anforderungen erfüllt der FARO Laser Tracker Vantage.

le laser de poursuite de FARO répond aux exigences de l'astrophysique

Die zwei vom OAJ eingesetzten Teleskope mit großem Sichtfeld sind das JST/T250 – ein Teleskop mit einem Primärspiegel von 2,55 Metern und einem Sichtfelddurchmesser von 3 Grad – und das JAST/T80 mit einem Primärspiegel von 0,83 Metern und einem Sichtfelddurchmesser von 2 Grad.
Zahlreiche Aufgaben, die direkt oder indirekt mit dem JAST/T80, dem JST/T250 und ihren wissenschaftlichen Instrumenten verbunden sind, erfordern eine umfassende Dimensionskontrolle. Diese Prüfgenauigkeit ist erforderlich, um die vom Hersteller vorgegebenen mechanischen Toleranzen bei der Ausrichtung der optischen Elemente des JAST/T080 und des JST/T250 einzuhalten. Im OAJ müssen diese Ausrichtungsarbeiten zu Beginn gleich nach der Aluminiumbedampfung der Spiegel erfolgen. Sie werden danach laufend durchgeführt, um die Stabilität des Aufbaus zu überprüfen. 

Mit seiner azimutalen Montierung in einer Ritchey-Chrétien-Konfiguration hat das JST/T250 ein Sichtfeld von 3 Grad. Sein Primärspiegel misst 2,55 Meter und sein Sekundärspiegel 1,183 Meter, sie haben einen Abstand von 2,2 Metern zueinander. Mit allen Strukturen und Systemen hat das Teleskop ein Volumen von 12,5 Kubikmetern und ein Gesamtgewicht von etwa 45.000 Kilogramm; es kann Instrumente mit 1.000 Kilogramm Gewicht tragen.
Aufgrund der optischen Anforderungen, die von den Zielsetzungen der wissenschaftlichen Projekte, an denen dieses Teleskop teilnehmen wird, diktiert werden, waren mechanische Positionierungstoleranzen von weniger als 50 Mikrometer und Winkelabweichungen von weniger als 10 Bogensekunden (0,00277º) gefordert. Das OAJ ist eine neu errichtete wissenschaftliche und technische Einrichtung, und während der Planung der Arbeiten für den Ersteinbau des JST/T250-Teleskops zeigte sich, dass ein System für die Dimensionskontrolle mit herausragender Genauigkeit benötigt wurde, das ein hohes Arbeitsaufkommen bewältigen konnte.

Angesichts der Gewichts- und Volumendimensionen der Anlage und der mechanischen Einbautoleranzen war es von entscheidender Bedeutung, ein Werkzeug zur Dimensionskontrolle zur Verfügung zu haben, das ein hohes Arbeitsaufkommen bewältigen konnte, um Forschungsprojekte effektiv und effizient durchführen zu können. „Die Flexibilität des FARO Vantage, sein großes Arbeitsvolumen und seine hohe Positioniergenauigkeit ermöglichen es uns, die technischen Spezifikationen einzuhalten“, berichten die Anwender beim OAJ.
Mit dem Vantage hat FARO den Begriff der höchsten Genauigkeit bei der Vermessung großer Volumen neu definiert. Der Vantage stellt einen enormen Fortschritt in der Lasertracking-Technologie dar und ist die umfassendste Lösung im Bereich der Lasertrackersysteme. Bevor er auf dem Markt war, mussten Anwender bei der Auswahl eines Lasertrackers Kompromisse eingehen, um zu bekommen, was sie brauchten – es gab keine Lösung, die zugleich Mobilität, extreme Genauigkeit und Haltbarkeit unter allen Bedingungen bot. Der Vantage erfüllt alle diese Anforderungen und bietet eine maximale Reichweite von 160 Metern und eine volumetrische Genauigkeit von 0,049 Millimetern auf 10 Meter. Er bietet darüber hinaus weitere Vorteile, wie zum Beispiel seine kompakten Abmessungen, durch die er zu FAROs kleinstem und leichtestem Lasertracker wird, seine Schutzklasse gemäß IP52, was bedeutet, dass er gegen Staub und Wasser geschützt ist, und die integrierte WLAN-Fähigkeit, sodass er nicht per Kabel an einen Laptop angeschlossen werden muss.  

„Heute erfüllt FAROs Messsystem nicht nur die Zwecke, für die es ursprünglich vorgesehen war, sondern mit ihm können wir auch jeden Tag neue technologische Herausforderungen bewältigen, die sich im Rahmen der Forschungsarbeiten im CEFCA stellen“, unterstreicht Ingenieur Guillermo López Alegre. „Es ist ein leistungsfähiges Gerät, mit dem wir einfach und unkompliziert die strengen Anforderungen erfüllen können, die von einem Bereich wie der astrophysikalischen Forschung diktiert werden.“

Mit dem FARO Laser Tracker Vantage verfügt das technische Team des CEFCA über ein leistungsfähiges, flexibles Werkzeug, das zunehmend zur Lösung technologischer Herausforderungen eingesetzt wird, die sich aus ihrer täglichen Arbeit ergeben. Darüber hinaus kann „das technische Team im CEFCA selbstständig und autark bei seinen gegenwärtigen und zukünftigen Aufgaben vorgehen, da es nicht auf Fachunternehmen zurückgreifen muss – was natürlich mit Kosteneinsparungen verbunden ist“.

Für das OAJ erwies sich auch die Effizienz von FAROs Kundenservice als herausragend, als es diesen für die Lösung von Fragen zum Vantage in Anspruch nehmen musste. Und das OAJ-Team hat auch schon klare Vorstellungen davon, welche Technologien von FARO es zukünftig nutzen will. Dazu zählen die Messwerkzeuge, die für den Einbau der wissenschaftlichen Instrumente in die Teleskope und die Abmessungsprüfungen der Baugruppen nötig sind, Tools für die Abmessungsuntersuchungen zur Entwicklung einer präventiven Instandhaltung für verschiedene Ausrüstungen und Anlagen beim OAJ sowie die nötige Ausrüstung, um Reverse-Engineering-Aufgaben durchzuführen, anhand derer das Team mechanische Bauteile untersuchen und verbessern kann.

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