Renishaw雷尼紹激光干涉儀
產(chǎn)品簡介
雷尼紹公司在計(jì)量學(xué)和拉曼光譜儀器領(lǐng)域居世界地位。總部 (Renishaw plc) 位于英***倫敦西部的格勞斯特郡(Gloucestershire)。她是******跨***公司,在世界各地有14***子公司。公司約有雇員1500多人,年銷售額為125,300,000,雷尼紹是***主要提供測量、運(yùn)動(dòng)控制、光譜和精密加工等核心技術(shù)的跨***公司。我們開發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品致力于幫助客戶提高經(jīng)營業(yè)績 — 從提高制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量、極大提高研發(fā)能力到改進(jìn)醫(yī)療過程的功效。
激光干涉測量使用光的波長作為測量單位的基本原理在19世紀(jì)80代左右開始提出。從那以后起,這***原理雖然歷經(jīng)發(fā)展和完善,但始終以測量光波干涉為依據(jù),因此得名“干涉測量”。詳詢李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6(vx)
雷尼紹XL-80激光干涉儀,可用于:
1.機(jī)床與坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)
按照標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證機(jī)床和坐標(biāo)測量機(jī)的精品工具
2.研發(fā)與計(jì)量
供校準(zhǔn)和研究實(shí)驗(yàn)室使用的可溯源性測量
運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)
3.獨(dú)特動(dòng)態(tài)性能,支持高速、高分辨率應(yīng)用
激光系統(tǒng)射出的光波具有三種主要特性:
• 已知精確波長,可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量
• 波長非常短,可實(shí)現(xiàn)精確或高分辨率測量
• 所有光波相位相同,可根據(jù)已知的基準(zhǔn)進(jìn)行測量
干涉測量是***種相對(duì)運(yùn)動(dòng)測量(從初始位置開始測量),而不是***種絕對(duì)測量(從特定位置開始測量)。不同的光學(xué)鏡組將激光光束穿過不同的路徑,可從單個(gè)激光裝置進(jìn)行多種模式測量(例如,線性、角度、直線度)。詳詢李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6(vx)
環(huán)境補(bǔ)償,無論您的激光裝置多么準(zhǔn)確和穩(wěn)定,激光的測量波長都會(huì)因其傳播環(huán)境而改變。氣溫、氣壓和相對(duì)濕度的任何變化都將導(dǎo)致測量誤差。
若沒有可靠準(zhǔn)確的波長補(bǔ)償,即使在典型的環(huán)境條件下,也常常會(huì)出現(xiàn)20 ppm(百萬分)的線性測量誤差。通過應(yīng)用精確的環(huán)境補(bǔ)償,可將這些誤差降至±0.5 ppm。
雷尼紹XL-80激光干涉儀,可用于:
1.機(jī)床與坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)
按照標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證機(jī)床和坐標(biāo)測量機(jī)的精品工具
2.研發(fā)與計(jì)量
供校準(zhǔn)和研究實(shí)驗(yàn)室使用的可溯源性測量
運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)
3.獨(dú)特動(dòng)態(tài)性能,支持高速、高分辨率應(yīng)用
關(guān)鍵指標(biāo) |
±0.5 ppm | 線性測量精度已在整個(gè)環(huán)境工作條件范圍內(nèi)得到認(rèn)證 (±0.5µm/m) |
1 nm | 線性分辨率(即使在速度下) |
4 m/s | 移動(dòng)速度 |
6分鐘 | 激光預(yù)熱時(shí)間 |
50 kHz | 動(dòng)態(tài)采集率 |
80 m | 線性測量距離為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定 |
3年 | 激光標(biāo)準(zhǔn)保修期(可延長至5年) |
產(chǎn)品優(yōu)勢
給設(shè)備用戶帶來的好處
1.提高產(chǎn)量
2.符合ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)
3.從競爭對(duì)手那里贏得高精度加工合同
4.通過識(shí)別自身的誤差來源延長機(jī)器使用壽命
5.對(duì)機(jī)器性能進(jìn)行分***,為每***項(xiàng)作業(yè)選擇*佳機(jī)器
6.通過監(jiān)測磨損情況,計(jì)劃并限度減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間
給設(shè)備制造商帶來的好處
1.證明符合規(guī)范
2.改進(jìn)機(jī)器設(shè)計(jì)
3.提供專業(yè)的維護(hù)服務(wù)
4.建造精度更高的機(jī)器
5.減少機(jī)器制造周期時(shí)間
6.在制造過程中對(duì)機(jī)器進(jìn)行測試和診斷
產(chǎn)品功能
專業(yè)特性
精確 — 非常穩(wěn)定的激光頻率,可溯源至標(biāo)準(zhǔn)
XL-80激光系統(tǒng)有***個(gè)集成USB端口,因此激光系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)之間無需單獨(dú)的接口。激光系統(tǒng)還提供標(biāo)配的輔助模擬信號(hào)輸出,其中正交輸出為出廠設(shè)定選項(xiàng)。相同的輔助I/O插槽也接收用于外觸發(fā)的觸發(fā)信號(hào)輸入。輕型外接開關(guān)電源確保輸入電壓范圍在90 V - 264 V之間,同時(shí)還具有便攜性。可靠 — 環(huán)境補(bǔ)償器確保XL-80在整個(gè)環(huán)境范圍內(nèi)保持測量精度 XL-80正交激光系統(tǒng)***通過特殊訂貨購買(有出口管制規(guī)定限制)。請(qǐng)注意,XL-80系統(tǒng)提供的可選正交輸出信號(hào)不應(yīng)用于反饋系統(tǒng)。雷尼紹XL-80激光系統(tǒng)屬于2類激光裝置,無須佩戴護(hù)目鏡。然而,用戶切勿直視激光光束。詳詢李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6(vx)
可靠 — 環(huán)境補(bǔ)償器確保XL-80在整個(gè)環(huán)境范圍內(nèi)保持測量精度
XC-80補(bǔ)償器和傳感器激光測量中的不確定性來自環(huán)境條件(空氣溫度、氣壓和濕度)的變化,這些因素會(huì)改變激光的波長。XL-80激光系統(tǒng)采用XC-80環(huán)境補(bǔ)償裝置和十分精確的傳感器,可自動(dòng)補(bǔ)償受環(huán)境影響的測量結(jié)果。XC-80補(bǔ)償器可連接多達(dá)三個(gè)材料溫度傳感器,以對(duì)機(jī)器的熱膨脹進(jìn)行補(bǔ)償。XC-80輕便小巧,配備有“智能型傳感器”來處理原始環(huán)
境參數(shù),提供安全測量。XC-80和傳感器的設(shè)計(jì)可確保這些經(jīng)得起頻繁搬動(dòng)使用的裝置在整個(gè)工作條件范圍內(nèi)都能提供精確讀數(shù)。磁性掛板和5 m長傳感器電纜(還可聯(lián)合使用)限度,提高了可用性。
三腳架和云臺(tái)
靈活 — 配備用于穩(wěn)定定位激光的可調(diào)節(jié)三角架和用于微調(diào)設(shè)置的云臺(tái)
除非您使用的是專用測量臺(tái),否則您可能需要***個(gè)三腳架和云臺(tái)以調(diào)節(jié)激光相對(duì)于測量軸的位置。通用三腳架提供可垂直調(diào)整的穩(wěn)定基座。三腳架重3.9 kg,長度僅64 cm(折疊后),便攜性可與XL-80激光系統(tǒng)的其他組件媲美。三腳架便攜箱可與系統(tǒng)便攜箱連接以方
便拖運(yùn)。XL三腳架云臺(tái)在設(shè)計(jì)上考慮到了XL-80激光系統(tǒng)的精確角度旋轉(zhuǎn)及平移,可以***直固定在激光裝置上,易于存放和快速架設(shè)。“快速安裝/釋放”機(jī)構(gòu)可確保云臺(tái)快速安全地固定到三腳架上。云臺(tái)和激光裝置也可用轉(zhuǎn)接頭 選件固定在標(biāo)準(zhǔn)磁力表座上。
系統(tǒng)便攜箱
便攜 — 輪式系統(tǒng)便攜箱不僅為您的激光系統(tǒng)提供堅(jiān)固的保護(hù),同時(shí)還能程度提高便攜性雷尼紹的激光系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí),考慮了其便攜性。系統(tǒng)便攜箱為軍yong規(guī)格,由注塑塑料制成,具有內(nèi)置滾輪和手柄。
在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中,便攜箱可為您的貴重系統(tǒng)提供保護(hù)。震它們采用定制設(shè)計(jì)的海綿襯墊,能夠在遇到?jīng)_擊時(shí)將系統(tǒng)的動(dòng)降到,此外還為存儲(chǔ)夾具、硬件和附件提供額外空間。雷尼紹提供多種便攜箱,以適合用戶系統(tǒng)的尺寸。
產(chǎn)品特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)
1.計(jì)算機(jī)軟件—簡單易用但功能強(qiáng)大的軟件
2.標(biāo)準(zhǔn)連接—通過USB連接XL-80和XC-80
3.可信度—XL系統(tǒng)的所有測量模式(不僅僅是線性測量)均采用激光干涉原理,因此您可以充分信賴所有的測量精度
4.無線光學(xué)鏡組—在整個(gè)軸行程上進(jìn)行測量時(shí)可免受電纜拖拽的影響
5.激光穩(wěn)頻精度—通過熱控制技術(shù)將激光管長度變化控制在幾納米范圍內(nèi),達(dá)到3年內(nèi)精度保持在±0.05ppm(百萬分)
6.方便準(zhǔn)直調(diào)整—輕巧的光學(xué)鏡組和全面快速的夾具解決方案。獲得的光學(xué)鏡組提供非重疊輸出并返回激光束以簡化準(zhǔn)直調(diào)整
7.可溯源的測量—干涉測量直接受益于激光波長的可溯源性。雷尼紹的校準(zhǔn)結(jié)果可溯源至度量衡委員會(huì) (CIPM) 相互承認(rèn)協(xié)議 (MRA) 的簽約者,CIPM MRA為全球提供了統(tǒng)***的測量標(biāo)準(zhǔn)
8.靈活—適用于數(shù)字方波信號(hào)輸出(出廠設(shè)定選項(xiàng))和外觸發(fā)信號(hào)輸入的連接
9.熱穩(wěn)定性—激光熱源遠(yuǎn)離測量光學(xué)鏡組。陽極氧化鋁殼光學(xué)鏡組比鋼制光學(xué)鏡組對(duì)環(huán)境適應(yīng)速度快10倍且輕巧耐用
10.易于安裝—信號(hào)強(qiáng)度LED指示燈和激光校準(zhǔn)特性簡化安裝和加快使用
11.便攜—憑借小巧輕便的設(shè)計(jì),整個(gè)系統(tǒng)非常容易攜帶的輪式便攜箱進(jìn)行運(yùn)輸,***套線性系統(tǒng)加箱子僅重12kg
12.精確—在0°C-40°C(32°F-104 °F)溫度范圍內(nèi)保持完全測量精度
13.即裝即用—XC-80還配備外接空氣溫度傳感器和材料溫度傳感器。
應(yīng)用領(lǐng)域
25年的不斷改進(jìn)成就了我們有史以來的系統(tǒng),可為廣泛應(yīng)用提供解決方案。
1.機(jī)器驗(yàn)證
XL-80激光系統(tǒng)*常見的用途是用來驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。通過測量機(jī)器性能,用戶不僅對(duì)加工過程充滿信心,還可提前發(fā)現(xiàn)加工件中存在的問題。與激光跟蹤系統(tǒng)不同的是,XL-80可直接在機(jī)器上單獨(dú)測量幾何誤差。這樣***來,用戶對(duì)測量結(jié)果更有信心,
并且能夠發(fā)現(xiàn)誤差。機(jī)器精度可通過以下途徑提高:
• 對(duì)機(jī)器裝配進(jìn)行針對(duì)性改造
• 根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用誤差補(bǔ)償
重復(fù)運(yùn)行測試可驗(yàn)證所作的改進(jìn)并展示機(jī)器改進(jìn)后的功能。
2.誤差補(bǔ)償
誤差補(bǔ)償可通過減少機(jī)器所示位置和實(shí)際位置之間的誤差來提升機(jī)器的整體性能。大多數(shù)機(jī)床都會(huì)包含***些用于調(diào)整反向間隙和線性誤差的選項(xiàng)。然而,功能更強(qiáng)大的機(jī)床控制器可提供在刀尖位置應(yīng)用空間補(bǔ)償?shù)倪x項(xiàng)。空間補(bǔ)償將考慮所有幾何誤差,包括線性誤差。XL-80可用于將補(bǔ)償值填入到補(bǔ)償表中。雷尼紹空間補(bǔ)償軟件將激光測量讀數(shù)轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償文件,然后可直接將其輸入到特定的機(jī)床控制器中。
3.專業(yè)激光觸發(fā)
當(dāng)對(duì)線性測量采用“自動(dòng)”采集功能時(shí),系統(tǒng)會(huì)在機(jī)器移至***個(gè)被認(rèn)為穩(wěn)定的位置時(shí)測量位置誤差。然而***些應(yīng)用需要激光系統(tǒng)在自定義的時(shí)間或在同步位置采集數(shù)據(jù)。XL-80激光系統(tǒng)可采用以下觸發(fā)方式:
•使用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或按鍵手動(dòng)觸發(fā)
•編碼器同步觸發(fā)*
•基于時(shí)間的觸發(fā)
•利用繼電器通過機(jī)器的控制器進(jìn)行觸發(fā)
•要求使用TB10觸發(fā)器
4.動(dòng)態(tài)分析
了解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,例如加速度、速度、振動(dòng)、停止時(shí)間、共振和減振,對(duì)于許多應(yīng)用都至關(guān)重要。這些特性將影響系統(tǒng)的操作能力,例如位置精度、重復(fù)性、表面光潔度及磨損。標(biāo)準(zhǔn)的XL-80激光干涉儀可以高達(dá)50kHz的頻率采集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。QuickViewXL軟件包簡單易用,有直觀的界面,能夠記錄、查看和保存動(dòng)態(tài)據(jù)。
5.雙軸
在***些設(shè)備中,機(jī)器的***個(gè)軸由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置和兩個(gè)反饋系統(tǒng)控制(如龍門銑床、車床和 大型龍門型坐標(biāo)測量機(jī))。在這種情況下,兩個(gè)激光裝置與雙軸軟件結(jié)合使用,能夠自動(dòng)同步 采集平行軸數(shù)據(jù)。
雙軸測量軟件為LaserXL軟件的標(biāo)準(zhǔn)配置。
6.實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用
XL-80系統(tǒng)自從推出后便成為了許多實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的系統(tǒng),包括世界上許多***的校準(zhǔn)中心。它具有極為穩(wěn)定的激光頻率、公開的誤差范圍、以及CIPM MRA提供的完整溯源性,因此非常適合用作基準(zhǔn)系統(tǒng)。同時(shí),多種連接和觸發(fā)選項(xiàng)使該系統(tǒng)更具靈活性,而且可輕松設(shè)計(jì)成為自定義裝置。以往的應(yīng)用包括固定式安裝校準(zhǔn)裝置、步距規(guī)測量和激光頻率校準(zhǔn)裝置。
* 雷尼紹的校準(zhǔn)結(jié)果可溯源至CIPM MRA的簽約者,CIPM MRA為全球提供了統(tǒng)***的測量標(biāo)準(zhǔn)。
系統(tǒng)應(yīng)用測量范圍
1.線性測量
線性設(shè)置可沿軸測量位置精度該設(shè)置通過比較機(jī)器控制器上顯示的運(yùn)動(dòng)與激光系統(tǒng)測量的運(yùn)動(dòng),來測量軸的線性定位精度。該設(shè)置提供的精度達(dá)±0.5 ppm(百萬分),分辨率達(dá)1納米。軸的重復(fù)性可通過多次測試進(jìn)行測量。在線性測量過程中,激光系統(tǒng)會(huì)測量參考位置沿測量光路到光學(xué)反射鏡之間相對(duì)距離的變化。可以移動(dòng)其中***個(gè)光學(xué)組件,另***個(gè)光學(xué)組件保持靜止不動(dòng)。40 m - 80 m范圍內(nèi)的應(yīng)用可使用長距離線性組件。
2.角度測量
角度設(shè)置可沿軸測量俯仰和扭擺誤差,俯仰和扭擺角度誤差是造成機(jī)床和坐標(biāo)測量機(jī)位置誤差的兩個(gè)主要因素。即使是主軸的***個(gè)小誤差,都可能對(duì)刀尖造成重大影響。這***設(shè)置可以測量高達(dá)±10°的角度偏移,分辨率為0.01角秒。通過監(jiān)測角度反射鏡的移動(dòng)產(chǎn)生的光路變化進(jìn)行角度測量。角度干涉鏡安裝在機(jī)器上的某個(gè)固定位置。然后將角度反射鏡安裝在機(jī)器的移動(dòng)部件上。
3.直線度測量
直線度設(shè)置可測量與移動(dòng)軸垂直平面內(nèi)的誤差直線度測量結(jié)果記錄了垂直于軸運(yùn)動(dòng)的水平和垂直平面內(nèi)的誤差。直線度誤差會(huì)直接影響機(jī)器的位置精度及輪廓精度。這可能是因?yàn)閷?dǎo)軌磨損、事故或機(jī)器地基不牢造成的。通過監(jiān)測直線度反射鏡或直線度分光鏡(Wollaston棱鏡)的橫向位移產(chǎn)生的光路變化進(jìn)行直線度測量。可提供測量較短的軸 (0.1 – 4 m) 和較長的軸 (1 – 30 m) 的組件。結(jié)合兩個(gè)直線度測量結(jié)果可評(píng)估獨(dú)立軸的平行度。可提供用于測量垂直軸直線度的附件。
• 直線度光閘
• 大角錐反射鏡
• 直線度基板
• 激光準(zhǔn)直輔助鏡
• 固定轉(zhuǎn)向鏡
• 可調(diào)式轉(zhuǎn)向鏡
4.回轉(zhuǎn)軸測量
XR20-W回轉(zhuǎn)軸校準(zhǔn)裝置和XL-80激光系統(tǒng)可測量回轉(zhuǎn)軸的位置精度該回轉(zhuǎn)設(shè)置可通過比較機(jī)器控制器上顯示的運(yùn)動(dòng)和硬件測量的運(yùn)動(dòng),來測量回轉(zhuǎn)軸的位置精度。該設(shè)置采用了XL-80激光 系統(tǒng)、XR20-W回轉(zhuǎn)軸校準(zhǔn)裝置和角度干涉鏡。XR20-W配備***個(gè)緊湊輕巧的無線設(shè)備,可在±1角秒的精度范圍內(nèi)采集回轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。XR20-W在設(shè)計(jì)上易于使用、數(shù)據(jù)采集速度迄今為止*快且無需操作人員干預(yù)。它提供可溯源的測量結(jié)果,可利用RotaryXL軟件包按照標(biāo)準(zhǔn)出具報(bào)告。“擺動(dòng)軸轉(zhuǎn)臺(tái)測量軟件”能夠在很難將XR20-W安裝到機(jī)床回轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)的機(jī)床配置中使用該系統(tǒng)。詳詢于工1-8-5-1-0-0-8-5-6-6-6(vx)
5.平面度測量
該平面度設(shè)置可測量坐標(biāo)測量機(jī)臺(tái)面以及各種平板的表面形狀平面度測量對(duì)表面的形狀進(jìn)行分析。這可用于創(chuàng)建三維圖并記錄與理想平面的偏差。如果這些誤差對(duì)應(yīng)用的影響很大,那么可能需要進(jìn)行拋光等修正工作。平面度測量組件包含兩個(gè)平面度鏡和三個(gè)適合不同平面尺寸的基板。平面度鏡不僅可以水平旋轉(zhuǎn),還可以垂直調(diào)整傾斜。這可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光束的水平和垂直調(diào)整。另外,平面度測量還需要使用角度測量光學(xué)鏡組。詳詢李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6(vx)
執(zhí)行平面度測量的兩種標(biāo)準(zhǔn)方法均由激光軟件支持:
• 對(duì)角線(莫氏)法 — ***在八條預(yù)定義的直線上進(jìn)行測量。
• 網(wǎng)格法 — 任何數(shù)量的直線均可在整個(gè)平面的兩個(gè)正交方向上進(jìn)行測量。