Zakaj uporabljati laserske interferometrične dajalnike?

Visoka natančnost

Laserski interferometer je danes najnaprednejša tehnologija za natančno merjenje položaja. Ta tehnologija ponuja najfinejšo ločljivost in največjo točnost. Spodnji diagram prikazuje mesto različnih tehnologij na lestvici točnosti.

Brezkontaktne meritve

Ostale tehnologije se zanašajo na fizične skale, pri katerih se ni mogoče izogniti obrabi. Merilna metoda z brezkontaktnim laserskim interferometrom mehansko kvarjenje sistema v celoti odpravi.

Meritve v točki zanimanja

Večina linearnih dajalnikov je zaradi zahtev montaže pogosto »zakopanih« v pozicionirno mizo. Njihova oddaljenost od obdelovanca je tako sama dodaten vir napak (Abbejeve napake). Laserski dajalniki nimajo fizične skale in jih je mogoče vgraditi tako, da merijo odmik neposredno v točki zanimanja.

Zakaj uporabljati laserske sisteme Renishaw?

Vrhunska stabilnost valovne dolžine

V laserski interferometriji je valovna dolžina osnovna enota, s katero je izražena merilna razdalja. Stabilnost valovne dolžine je zato neposredno povezana s ponovljivostjo meritev. Laserske cevi, ki jih uporablja Renishaw, so umerjene s cevmi Nacionalnega laboratorija za fiziko (NPL) in izpolnjujejo najboljše standarde stabilnosti valovne dolžine. Laserski interferometri Renishaw posledično zagotavljajo največjo ponovljivost.

Imanentna visoka ločljivost

Merilna referenca dajalnikov Renishaw je mednarodno priznana valovna dolžina HeNe-laserja. 633 nm daje bistveno finejši korak na skali kot pri običajnih optičnih dajalnikih. Dajalniki Renishaw tako brez težav dosegajo visoke ločljivosti (do 9,64 pm).

Minimalna napaka

Inovativna zasnova laserskih dajalnikov Renishaw izkorišča več naprednih tehnologij za zmanjševanje napak iz raznih virov in največjo natančnost. Med njimi so tudi sistem za kompenzacijo vplivov okolja, ki korigira spremembe valovne dolžine zaradi sprememb v okolju, sofisticirana elektronika in optični sistem, ki omogočata najmanjšo napako interpolacije (< ±1 nm), kakor tudi napreden sistem za stabilizacijo valovne dolžine laserja.

Fleksibilna izbira podatkovnega formata

Laserski dajalniki Renishaw ponujajo različne izhode, vključno z analognim signalom, in različne ločljivosti za digitalni podatkovni format. Na ta način je zagotovljena potrebna fleksibilnost za integracijo natančnega merjenja položaja v različne sisteme.

Zakaj laserski dajalniki Renishaw (RLE)?

Hitra priprava in preprosta poravnava

Konvencionalni sistemi za lasersko interferometrijo uporabljajo ločeno lasersko glavo, interferometre, retroreflektorje in detektorske enote. Laserski žarek med temi izoliranimi komponentami usmerja komplicirano omrežje delilnikov in usmerjevalnikov. Sistem je zato velik in kompleksen, obenem pa tudi zamuden in težaven za pripravo, poravnavo in vzdrževanje.

Laserski žarek se pri sistemu RLE dovaja prek optičnega vlakna neposredno v oddaljene detektorske glave z interferometrično optiko. RLE ima zato vrsto kritičnih prednosti za minimalen čas integracije in kompleksnost sistema:

• Sistem zasede bistveno manj prostora z miniaturno detektorsko glavo (RLD) kot merilno referenco, premika pa se samo zrcalo/reflektor.
• Laserska glava se lahko vgradi oddaljena od merilne osi, s čimer se odpravi potencialen vir toplote v delovnem prostoru stroja.
• Zahtevna optika za usmerjanje žarka ni več potrebna in poravnava je omejena le na dve komponenti (RLD in merilna optika).
• Vgrajeni usmerjevalniki žarka v vsaki detektorski glavi omogočajo hitro nastavitev žarka glede na os gibanja.

Visoka ločljivost

Podobno kot korak pri klasičnih dajalnikih, je valovna dolžina pri laserskem interferometru tisti dejavnik, ki določa, kako fina je lahko ločljivost. Laserski interferometri Renishaw uporabljajo laser z valovno dolžino 633 nm in preprosto dosegajo imanentno visoko ločljivost z minimalno napako interpolacije.

Izjemna zmogljivost

Sistem RLE se ne odlikuje le s svojo točnostjo. Opremljen je z najsodobnejšo enoto za obdelavo signala ter uporabnikom omogoča podnanometrsko ločljivost pri hitrostih do 2 m/s na oseh, dolgih do 4 m.

Zakaj HS20?

Sposoben delovanja v zahtevnih okoljih

Robustno aluminijasto ohišje enote HS20 s trdo anodno prevleko ščiti notranjo optiko in elektroniko po standardu IP43. HS20 lahko tako deluje v zahtevnem okolju strojnih delavnic v prisotnosti umazanije, olja, odrezkov in vode.

Na voljo je tudi sistem kanalov, ki zmanjšuje zračne turbulence vzdolž merilne poti laserja ter varuje zunanjo optiko interferometra pred ovirami in umazanijo. S tem je vedno zagotovljena optimalna jakost signala in daljša pričakovana doba uporabnosti interferometričnega sistema.

Visoka zmogljivost

HS20 omogoča določanje položaja na oseh, dolgih do 60 m, s hitrostjo do 2 m/s in z nanometrsko ločljivostjo. Analogni in digitalni kvadraturni signal prihajata neposredno iz laserske glave.

Preprosta priprava

Poravnava različnih komponent laserskega interferometričnega sistema je bila včasih zelo težavna in postopek je lahko trajal tudi več ur. Renishaw je zato zasnoval robusten in preprost mehanizem za poravnavanje (s ploščo za poravnavanje HS20), s katerim lahko uporabniki preprosto pripravijo sistem HS20 in prihranijo čas.