雷尼绍Renishaw激光干涉仪XL80

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雷尼绍Renishaw激光干涉仪XL80

产品介绍





雷尼绍是家主要提供测量、运动控制、光谱和精密加工等核心技术的跨国公司。我们开发的创新产品致力于帮助客户提高经营业绩 — 从提高制造效率和产品质量、提高研发能力到改进医疗过程的功效。

激光干涉测量使用光的波长作为测量单位的基本原理在19世纪80代左右开始提出。从那以后起，这一原理虽然历经发展和完善，但始终以测量光波干涉为依据，因此得名“干涉测量”。详询李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6（vx）

雷尼绍XL-80激光干涉仪，可用于：

1.机床与坐标测量机(CMM)

按照国际标准验证机床和坐标测量机的工具

2.研发与计量

供校准和研究实验室使用的可溯源性测量

运动系统

3.特动态性能，支持高速、高分辨率应用

激光系统射出的光波具有三种主要特性：

• 已知波长，可实现准确测量

• 波长非常短，可实现或高分辨率测量

• 所有光波相位相同，可根据已知的基准进行测量

干涉测量是一种相对运动测量（从初始位置开始测量），而不是一种测量（从特定位置开始测量）。不同的光学镜组将激光光束穿过不同的路径，可从单个激光装置进行多种模式测量（例如，线性、角度、直线度）。详询李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6（vx）




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环境补偿，无论您的激光装置多么准确和稳定，激光的测量波长都会因其传播环境而改变。气温、气压和相对湿度的任何变化都将导致测量误差。

若没有可靠准确的波长补偿，即使在典型的环境条件下，也常常会出现20 ppm（百万分之一）的线性测量误差。通过应用的环境补偿，可将这些误差降至±0.5 ppm。

雷尼绍XL-80激光干涉仪，可用于：

1.机床与坐标测量机(CMM)

按照国际标准验证机床和坐标测量机的工具

2.研发与计量

供校准和研究实验室使用的可溯源性测量

运动系统

3.特动态性能，支持高速、高分辨率应用


关键指标


±0.5 ppm

线性测量精度已在整个环境工作条件范围内得到认证 (±0.5µm/m)


1 nm

线性分辨率（即使在高速度下）


4 m/s

高移动速度


6分钟

激光预热时间


50 kHz

动态采集率


80 m

线性测量距离为标准设定


3年

激光标准保修期（可延长至5年）


给设备用户带来的好处

1.提高产量

2.符合ISO9000系列标准

3.从竞争对手那里赢得加工合同

4.通过识别自身的误差来源延长机器使用寿命

5.对机器性能进行分级，为每一项作业选择佳机器

6.通过监测磨损情况，计划并大限度减少机器停机时间

给设备制造商带来的好处

1.证明符合规范

2.改进机器设计

3.提供的维护服务

4.建造精度更高的机器

5.减少机器制造周期时间

6.在制造过程中对机器进行测试和诊断

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特性

— 非常稳定的激光频率，可溯源至国际标准

XL-80激光系统有一个集成USB端口，因此激光系统与计算机之间无需单的接口。激光系统还提供标配的辅助模拟信号输出，其中正交输出为出厂设定选项。相同的辅助I/O插槽也接收用于外触发的触发信号输入。轻型外接开关电源确保输入电压范围在90 V - 264 V之间，同时还具有便携性。可靠 — 环境补偿器确保XL-80在整个环境范围内保持测量精度 XL-80正交激光系统通过特殊订货购买（有出口管制规定限制）。请注意，XL-80系统提供的可选正交输出信号不应用于反馈系统。雷尼绍XL-80激光系统属于2类激光装置，无须佩戴护目镜。然而，用户切勿直视激光光束。详询李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6（vx）

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可靠 — 环境补偿器确保XL-80在整个环境范围内保持测量精度

XC-80补偿器和传感器激光测量中的大不确定性来自环境条件（空气温度、气压和湿度）的变化，这些因素会改变激光的波长。XL-80激光系统采用XC-80环境补偿装置和十分的传感器，可自动补偿受环境影响的测量结果。XC-80补偿器可连接多达三个材料温度传感器，以对机器的热膨胀进行补偿。XC-80轻便小巧，配备有“智能型传感器”来处理原始环

境参数，提供安全测量。XC-80和传感器的设计可确保这些经得起频繁搬动使用的装置在整个工作条件范围内都能提供读数。磁性挂板和5 m长传感器电缆（还可联合使用）大限度，提高了可用性。

三脚架和云台

灵活 — 配备用于稳定定位激光的可调节三角架和用于微调设置的云台

除非您使用的是测量台，否则您可能需要一个三脚架和云台以调节激光相对于测量轴的位置。通用三脚架提供可垂直调整的稳定基座。三脚架重3.9 kg，长度仅64 cm（折叠后），便携性可与XL-80激光系统的其他组件媲美。三脚架便携箱可与系统便携箱连接以方

便拖运。XL三脚架云台在设计上考虑到了XL-80激光系统的角度旋转及平移，可以一直固定在激光装置上，易于存放和快速架设。“快速安装/释放”机构可确保云台快速安全地固定到三脚架上。云台和激光装置也可用转接头 选件固定在标准磁力表座上。

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系统便携箱

便携 — 轮式系统便携箱不仅为您的激光系统提供坚固的保护，同时还能大程度提高便携性雷尼绍的激光系统在设计时，考虑了其便携性。系统便携箱为军yong规格，由注塑塑料制成，具有内置滚轮和手柄。

在存储和运输过程中，便携箱可为您的贵重系统提供保护。震它们采用定制设计的海绵衬垫，能够在遇到冲击时将系统的动降到低，此外还为存储夹具、硬件和附件提供额外空间。雷尼绍提供多种便携箱，以适合用户系统的尺寸。

产品结构和特点

1.计算机软件—简单易用但功能强大的软件

2.标准连接—通过USB连接XL-80和XC-80

3.可信度—XL系统的所有测量模式（不仅仅是线性测量）均采用激光干涉原理，因此您可以充分信赖所有的测量精度

4.无线光学镜组—在整个轴行程上进行测量时可免受电缆拖拽的影响

5.激光稳频精度—通过热控制技术将激光管长度变化控制在几纳米范围内,达到3年内精度保持在±0.05ppm（百万分之一）

6.方便准直调整—轻巧的光学镜组和全面快速的夹具解决方案。获得专利的光学镜组提供非重叠输出并返回激光束以简化准直调整

7.可溯源的测量—干涉测量直接受益于激光波长的可溯源性。雷尼绍的校准结果可溯源至国际度量衡 (CIPM) 相互承认协议 (MRA) 的签约者，CIPM MRA为提供了统一的测量标准

8.灵活—适用于数字方波信号输出（出厂设定选项）和外触发信号输入的连接

9.热稳定性—激光热源远离测量光学镜组。阳极氧化铝壳光学镜组比钢制光学镜组对环境适应速度快10倍且轻巧

10.易于安装—信号强度LED指示灯和激光校准特性简化安装和加快使用

11.便携—凭借小巧轻便的设计，整个系统非常容易携带的轮式便携箱进行运输，一套线性系统加箱子仅重12kg

12.—在0°C-40°C(32°F-104 °F)温度范围内保持完全测量精度

13.即装即用—XC-80还配备外接空气温度传感器和材料温度传感器。

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系统应用

25年的不断改进成就了我们有史以来好的系统，可为广泛应用提供解决方案。

1.机器验证

XL-80激光系统常见的用途是用来验证运动系统。

通过测量机器性能，用户不仅对加工过程充满信心，还可

提前发现加工件中存在的问题。

与激光跟踪系统不同的是，XL-80可直接在机器上单

测量几何误差。这样一来，用户对测量结果更有信心，

并且能够发现误差。机器精度可通过以下途径提高：

• 对机器装配进行针对性改造

• 根据数据应用误差补偿

重复运行测试可验证所作的改进并展示机器改进后

的功能。

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2.误差补偿

误差补偿可通过减少机器所示位置和实际位置之间的误差来提升机器的整体性能。大多数机床都会包含一些用于调整反向间隙和线性误差的选项。然而，功能更强大的机床控制器可提供在刀尖位置应用空间补偿的选项。空间补偿将考虑所有几何误差，包括线性误差。XL-80可用于将补偿值填入到补偿表中。雷尼绍空间补偿软件将激光测量读数转换成补偿文件，然后可直接将其输入到特定的机床控制器中。

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3.激光触发

当对线性测量采用“自动”采集功能时，系统会在机器移至一个被认为稳定的位置时测量位置误差。然而一些应用需要激光系统在自定义的时间或在同步位置采集数据。XL-80激光系统可采用以下触发方式：

•使用计算机鼠标或按键手动触发

•编码器同步触发*

•基于时间的触发

•利用继电器通过机器的控制器进行触发

•要求使用TB10触发器

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4.动态分析

了解系统的动态特性，例如加速度、速度、振动、停止时间、共振和减振，对于许多应用都至关重要。这些特性将影响系统的操作能力，例如位置精度、重复性、表面光洁度及磨损。标准的XL-80激光干涉仪可以高达50kHz的频率采集动态数据。QuickViewXL软件包简单易用，有直观的界面，能够记录、查看和保存动态据。

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5.双轴

在一些设备中，机器的一个轴由两个驱动装置和两个反馈系统控制（如龙门铣床、车床和 大型龙门型坐标测量机）。在这种情况下，两个激光装置与双轴软件结合使用，能够自动同步 采集平行轴数据。

双轴测量软件为LaserXL软件的标准配置。

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6.实验室应用

XL-80系统自从推出后便成为了许多实验室应用的系统，包括世界上许多的校准中心。它具有极为稳定的激光频率、公开的误差范围、以及CIPM MRA提供的完整溯源性，因此非常适合用作基准系统。同时，多种连接和触发选项使该系统更具灵活性，而且可轻松设计成为自定义装置。以往的应用包括固定式安装校准装置、步距规测量和激光频率校准装置。

* 雷尼绍的校准结果可溯源至CIPM MRA的签约者，CIPM MRA为提供了统一的测量标准。

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系统应用测量范围

1.线性测量

线性设置可沿轴测量位置精度该设置通过比较机器控制器上显示的运动与激光系统测量的运动，来测量轴的线性定位精度。该设置提供的精度达±0.5 ppm（百万分之一），分辨率达1纳米。轴的重复性可通过多次测试进行测量。在线性测量过程中，激光系统会测量参考位置沿测量光路到光学反射镜之间相对距离的变化。可以移动其中一个光学组件，另一个光学组件保持静止不动。40 m - 80 m范围内的应用可使用长距离线性组件。

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2.角度测量

角度设置可沿轴测量俯仰和扭摆误差，俯仰和扭摆角度误差是造成机床和坐标测量机位置误差的两个主要因素。即使是主轴的一个小误差，都可能对刀尖造成重大影响。这一设置可以测量高达±10°的角度偏移，分辨率为0.01角秒。通过监测角度反射镜的移动产生的光路变化进行角度测量。角度干涉镜好安装在机器上的某个固定位置。然后将角度反射镜安装在机器的移动部件上。

3.直线度测量

直线度设置可测量与移动轴垂直平面内的误差直线度测量结果记录了垂直于轴运动的水平和垂直平面内的误差。直线度误差会直接影响机器的位置精度及轮廓精度。这可能是因为导轨磨损、事故或机器地基不牢造成的。通过监测直线度反射镜或直线度分光镜（Wollaston棱镜）的横向位移产生的光路变化进行直线度测量。可提供测量较短的轴 (0.1 – 4 m) 和较长的轴 (1 – 30 m) 的组件。结合两个直线度测量结果可评估立轴的平行度。可提供用于测量垂直轴直线度的附件。

• 直线度光闸

• 大角锥反射镜

• 直线度基板

• 激光准直辅助镜

• 固定转向镜

• 可调式转向镜

直线度和回转轴.jpg

4.回转轴测量

XR20-W回转轴校准装置和XL-80激光系统可测量回转轴的位置精度该回转设置可通过比较机器控制器上显示的运动和硬件测量的运动，来测量回转轴的位置精度。该设置采用了XL-80激光 系统、XR20-W回转轴校准装置和角度干涉镜。XR20-W配备一个紧凑轻巧的无线设备，可在±1角秒的精度范围内采集回转位置数据。XR20-W在设计上易于使用、数据采集速度迄今为止快且无需操作人员干预。它提供可溯源的测量结果，可利用RotaryXL软件包按照国际标准出具报告。“摆动轴转台测量软件”能够在很难将XR20-W安装到机床回转轴中心点的机床配置中使用该系统。详询于工1-8-5-1-0-0-8-5-6-6-6（vx）

5.平面度测量

该平面度设置可测量坐标测量机台面以及各种平板的表面形状平面度测量对表面的形状进行分析。这可用于创建三维图并记录与理想平面的偏差。如果这些误差对应用的影响很大，那么可能需要进行抛光等修正工作。平面度测量组件包含两个平面度镜和三个适合不同平面尺寸的基板。平面度镜不仅可以水平旋转，还可以垂直调整倾斜。这可以实现对激光光束的水平和垂直调整。另外，平面度测量还需要使用角度测量光学镜组。详询李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6（vx）

执行平面度测量的两种标准方法均由激光软件支持：

• 对角线（莫氏）法 — 在八条预定义的直线上进行测量。

• 网格法 — 任何数量的直线均可在整个平面的两个正交方向上进行测量。

6.垂直度测量

该垂直度设置可测量两条标称垂直坐标轴的垂直度轴之间需要相互垂直并在整个轴长度保持准确。垂直度误差将直接影响机器生产的工件的定位精度。这些误差可能是因为机器地基移动或龙门机器参考点位置传感器安装失调所致。通过使用一个经过校准的光学角尺并结合两个直线度测量结果，可以计算两轴之间的垂直度。要完成垂直轴的垂直度测量，需要使用前面提到的用于测量垂直方向直线度的附件。根据应用的配置，可能还需要其他安装附件。详询李工1-8-6-8-6-3-4-6-0-6-6（vx）请联系我们为您提供佳个性化解决方案的建议。