Navigatie overslaan

Waarom een interferometrische laserencoder gebruiken?

Hoge nauwkeurigheid

De laserinterferometer is tot nu toe de meest geavanceerde technologie die in gebruik is voor precisieterugkoppeling. Hiermee zijn de fijnste resolutie en de hoogste nauwkeurigheid mogelijk. Het schema hieronder toont hoe de diverse technologieën te plaatsen zijn in een nauwkeurigheidsschaal.

Why use a laser encoder image

Contactloze meting

Andere technologieën gaan uit van fysieke meetschalen, die onvermijdelijk te maken hebben met slijtage. De contactloze meetmethode met een laserinterferometer elimineert de mechanische vervorming van het systeem.

Meting op het gevraagde punt

Vanuit montage-overwegingen zijn de meeste lineaire encoders vaak "opgeborgen" in de positioneertafel, op enige afstand van het product. Dit veroorzaakt een extra foutbron, die bekend is als Abbé-fout. De laserinterferometer heeft geen meetschaal en kan daardoor zo gemonteerd worden dat hij direct de verplaatsing van het gevraagde punt meet.

Waarom Renishaw lasersystemen gebruiken?

Superieure golflengtestabiliteit

Bij laserinterferometertechnologie is de golflengte de basiseenheid waaraan de meetafstand wordt gerelateerd. De golflengtestabiliteit heeft hierdoor een directe correlatie met de herhaalbaarheid van de meting. Voor de laserbuizen die Renishaw gebruikt dienen de door het National Physics Laboratory (NPL) gecertificeerde buizen als referentie, om zeker te stellen dat ze voldoen aan de beste standaarden voor golflengtestabiliteit. Het resultaat is dat Renishaw laserinterferometers de best herhaalbare prestaties leveren.

TijdvakRLU20RLU10HS20
1 minuut±1 ppb±10 ppb

-

1 uur±2 ppb±0,05 ppm

-

8 uur±20 ppb±0,05 ppm±0,05 ppm (8 uur)


Intrinsiek hoge resolutie

De meetreferentie van de Renishaw encoders is de internationaal erkende golflengte van HeNe. Deze 633 nm geeft een veel fijnere pitch dan de meeste optische encoders hebben. Daardoor kunnen de Renishaw encoders gemakkelijk hoge resoluties bereiken (tot 9,64 pm).

Geminimaliseerde fouten

De innovatieve opzet van Renishaw laserencoders omvat enkele geavanceerde technologieën die de fouten van de diverse bronnen minimaliseren, zodat de hoogste precisie bereikt wordt. Tot deze technologieën behoren de compensatie van omgevingsfactoren die golflengteveranderingen door variaties in de omgeving corrigeert, de verfijnde elektronische en optische systemen die de laagste interpolatiefout geven (< ±1 nm), en de geavanceerde stabilisatie van de lasergolflengte.

Flexibele keuze van gegevensformaat

Renishaw laserencoders bieden keuze uit verschillende uitgangen, waaronder intrinsieke analoge signalen en digitale gegevensformaten met diverse resolutiemogelijkheden. Dit geeft de flexibiliteit om de precisieterugkoppeling op te nemen in een aantal verschillende systemen.

Waarom Renishaw laserencoders (RLE) gebruiken?

Snel in te stellen en gemakkelijk uit te lijnen

RLE system on XY stage

Bij conventionele laserinterferometriesystemen worden aparte laserkoppen, interferometers, retro-reflectoren en detectoren gebruikt. De laserbundel wordt via een ingewikkeld stelsel van bundelsplitsers en -buigers langs deze losse componenten geleid, wat resulteert in een complex en omvangrijk systeem dat tijdrovend en moeilijk is bij instellen, uitlijnen en onderhouden.

De RLE maakt gebruik van glasvezel om de laserbundel direct aan zendeenheden te leveren, die ook de interferometeroptieken en detector bevatten. Met deze methode heeft de RLE een aantal essentiële voordelen die de inbouwtijd en systeemcomplexiteit minimaliseren:

  • Het systeem heeft veel minder grondvlak nodig, met zijn minieme zendeenheid (RLD) gebruikt als de meetreferentie en alleen de spiegel of reflector gemonteerd op het bewegend gedeelte.
  • De laserkop kan op afstand van de meetas gemonteerd worden, waardoor er geen potentiële warmtebron in het werkgebied van de machine komt.
  • Ingewikkelde optieken voor bundelsturing worden overbodig, zodat maar twee componenten uitgelijnd hoeven te worden (de RLD en de meetoptiek).
  • Ingebouwde bundelrichters in elke zendeenheid passen de bundel aan om hem snel te kunnen uitlijnen met de bewegingsas.

Hoge resolutie

Net als de pitch van encoders bepaalt de golflengte van een laserinterferometer hoe fijn de resolutie kan zijn. Uitgaande van zijn laser met 633 nm golflengte kan de Renishaw laserinterferometer gemakkelijk een inherent hoge resolutie behalen met een minimale SDE (interpolatiefout).

Buitengewone prestaties

De systeemnauwkeurigheid is niet de enige uitstekende prestatie van de RLE. Want dankzij de ultramoderne signaalverwerkingseenheid kan het systeem een resolutie binnen de nanometer behalen bij snelheden tot 2 m/s op aslengtes tot 4 m.

Waarom de HS20 gebruiken?

In staat tot werking onder zware omstandigheden

HS20 application

Door de robuuste behuizing van geanodiseerd aluminium wordt de HS20 met zijn optieken en elektronica volledig afgedicht volgens de IP43 norm. Daardoor kan de HS20 werken in zware fabrieksomstandigheden waar voortdurend deeltjes vuil, olie, spanen en water aanwezig zijn.

Als aanvulling is een buizensysteem leverbaar dat de luchtturbulentie langs het lasermeetpad minimaliseert en dat blokkering en vervuiling van de externe interferometrieoptieken voorkomt. Dit helpt om de signaalsterkte op een optimaal niveau te houden en de te verwachten levensduur van het interferometersysteem te verlengen.

Hoge prestaties

De HS20 maakt positiebepaling mogelijk over een bereik tot 60 m op snelheden tot wel 2 m/s, met resoluties op nanometerniveau en in analoge of digitale kwadratuursignalen direct vanuit de laserkop.

Gemakkelijk in te stellen

De diverse componenten van een laserinterferometersysteem uitlijnen is van oudsher moeilijk; het kan wel uren duren. Met een robuust en handig uitlijnmechanisme (dat gebruik maakt van de HS20 uitlijnplaat) maakt Renishaw het mogelijk om de HS20 in korte tijd eenvoudig in te stellen.