Renishaw XL-80激光干涉儀

 Renishaw XL-80激光干涉儀

1、應用：

1）機床與坐標測量機 (CMM)
按照標準驗證機床和坐標測量機的精品
工具
2）研發(fā)與計量
供校準和研究實(shí)驗室使用的可溯源性測量
3）運動(dòng)系統
*動(dòng)態(tài)性能，支持高速、高分辨率應用
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2、特性與優(yōu)點(diǎn)
XL-80激光干涉儀裝置
XL-80激光頭可以產(chǎn)生非常穩定的激光束，采用的波長(cháng)可溯源至國家和標準。

*激光穩頻精度通過(guò)熱控制技術(shù)將激光管長(cháng)度變化控制在幾納米范圍內，達到3年內精度保持

在±0.05 ppm（百萬(wàn)分之一）。
*線(xiàn)性測量精度在整個(gè)環(huán)境范圍內，即從0 ºC - 40 ºC（32 ºF - 104 ºF）和650毫巴 - 

1150毫巴的范圍內，精度為±0.5 ppm。
*可以高達50 kHZ頻率讀取數據，*高線(xiàn)性測量速度可達4 m/s，即使在*高速度下線(xiàn)性分辨率

仍可達1 nm。
*儀器內置的USB意味著(zhù)激光系統與計算機之間無(wú)需單獨的接口。
*激光頭前部的一排LED狀態(tài)指示燈顯示激光狀態(tài)和信號強度，相當于將屏幕軟件上的“狀態(tài)

顯示”擴展到激光頭上。
*可以在標準 (40 m) 和長(cháng) (80 m) 距離模式之間切換。
*模擬I/O端口允許模擬信號輸出和觸發(fā)信號輸入。
*預熱時(shí)間少于6分鐘。
*外接開(kāi)關(guān)電源允許輸入電壓在90V - 264 V之間變化。
*CARTO軟件可以進(jìn)行線(xiàn)性、角度、回轉軸、直線(xiàn)度和垂直度測量。其他測量模式則需要使用

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1)利用XL-80提高企業(yè)效益
XL-80系統快速、精確，而且非常輕便，因此它成為銷(xiāo)量*好的激光校準系統絲毫不足為奇。

XL-80采用*的軟件解決方案，具有優(yōu)異的性能，可以幫助您顯著(zhù)提高企業(yè)效益。

雷尼紹設計、制造和提供激光系統已有超過(guò)25年的歷史。XL-80正是多年設計和制造經(jīng)驗的

結晶，具有真正的系統性能和操作優(yōu)點(diǎn)。

2)精度和動(dòng)態(tài)性能
精確穩定的激光源和準確的環(huán)境補償，保證了±0.5 ppm的線(xiàn)性測量精度?？梢愿哌_50 kHz

頻率讀取數據，*高線(xiàn)性測量速度可達4 m/s，即使在*高速度下線(xiàn)性分辨率仍可達1 nm。所

有測量選項（不只是線(xiàn)性）均采用干涉法測量，使您對記錄數據的精度有信心。

3)使用方便
XL-80設定和使用快速簡(jiǎn)便，可減少等待時(shí)間并增加測量時(shí)間，同時(shí)仍具有純粹干涉測量系

統精度高的優(yōu)點(diǎn)。

激光干涉儀和補償器均可通過(guò)USB與計算機連接，因此無(wú)需單獨的接口，也不必擔心復雜的

設定。

4)充滿(mǎn)信心
優(yōu)質(zhì)的設計、制造和支持是雷尼紹的標志性特征。不管是微米級測量還是納米級測量，

**的設施和質(zhì)量保證都極為重要。標準的三年保修期和支持網(wǎng)絡(luò )體現了我們對您的

承諾。

5)便攜性
XL-80激光和XC-80補償器體積小巧，這意味著(zhù)一套完整的線(xiàn)性測量系統只需裝在一個(gè)“便攜

箱”中，重量?jì)H為12公斤。再加一個(gè)三腳架（裝入尼龍拉鏈攜帶箱中），您就擁有了一個(gè)真

正便攜的機器測量方案。

3、系統核心組件

1）XL-80激光器（精確 — 非常穩定的激光頻率，可溯源至標準）
XL-80 激光系統有一個(gè)集成USB 端口，因此激光系統與計算機之間無(wú)需單獨的接口。激光系

統還提供標配的輔助模擬信號輸出，其中正交輸出為出廠(chǎng)設定選項。相同的輔助I/O插槽也

接收用于外觸發(fā)的觸發(fā)信號輸入。
輕型外接開(kāi)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。
XL-80正交激光系統*通過(guò)特殊訂貨購買(mǎi)（有出口管制規定限制）。請注意，XL-80系統提

供的可選正交輸出信號不應用于反饋系統。要了解激光反饋系統

2）XC-80補償器和傳感器（可靠 — 環(huán)境補償器確保XL-80在整個(gè)環(huán)境范圍內保持測量精度

）
激光測量中的*大不確定性來(lái)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(cháng)。XL-80激光系統采用XC-80環(huán)境補償裝置和十分精確的傳感器，可自動(dòng)補償受

環(huán)境影響的測量結果。

XC-80補償器可連接多達三個(gè)材料溫度傳感器，以對機器的熱膨脹進(jìn)行補償。
XC-80輕便小巧，配備有“智能型傳感器”來(lái)處理原始環(huán)  境參數，提供安全測量。XC-80和

傳感器的設計可確保這些經(jīng)得起頻繁搬動(dòng)使用的裝置在整個(gè)工作條件范圍內都能提供精確讀

數。磁性?huà)彀搴? m長(cháng)傳感器電纜（還可聯(lián)合使用）*大限度提高了可用性。

3）三腳架和云臺（靈活 — 配備用于穩定定位激光的可調節三角架和用于微調設置的云臺

）
除非您使用的是測量臺，否則您可能需要一個(gè)三腳架和云臺以調節激光相對于測量軸的

位置。
通用三腳架提供可垂直調整的穩定基座。三腳架重
3.9 kg，長(cháng)度僅64 cm（折疊后），便攜性可與XL-80激光系統的其他組件媲美。三腳架便攜

箱可與系統便攜箱連接以方便拖運。
XL三腳架云臺在設計上考慮到了XL-80激光系統的精確角度旋轉及平移，可以一直固定在激

光裝置上，易于存放和快速架設。“快速安裝/釋放”機構可確保云臺快速安全地固定  到

三腳架上。對于那些不方便安裝三腳架的應用場(chǎng)合（例如直接固定在機床工作臺上），云臺

和激光裝置也可用轉接頭選件固定在標準磁力表座上。請參閱第15頁(yè)的“附件”一節  了解

詳情。

4）系統便攜箱（便攜 — 輪式系統便攜箱不僅為您的激光系統提供堅固的保護，同時(shí)還能*

大程度提高便攜性）
雷尼紹的激光系統在設計時(shí)，考慮了其便攜性。系統便攜箱為**規格，由注塑塑料制成，具

有內置滾輪和手柄。在存儲和運輸過(guò)程中，便攜箱可為您的貴重系統提供保護。它們采用定

制設計的海綿襯墊，能夠在遇到?jīng)_擊時(shí)將系統的震動(dòng)降到*低，此外還為存儲夾具、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(hù)系統的尺寸。

4、光學(xué)鏡組設定
1）線(xiàn)性測量（線(xiàn)性設置可沿軸測量位置精度）
該設置通過(guò)比較機器控制器上顯示的運動(dòng)與激光系統測量的運動(dòng)，來(lái)測量軸的線(xiàn)性定位精度

。該設置提供的精度達
±0.5 ppm（百萬(wàn)分之一），分辨率達1納米。軸的重復性可通過(guò)多次測試進(jìn)行測量。
在線(xiàn)性測量過(guò)程中，激光系統會(huì )測量參考位置沿測量光路到光學(xué)反射鏡之間相對距離的變化

?？梢砸苿?dòng)其中一個(gè)光學(xué)組件，另一個(gè)光學(xué)組件保持靜止不動(dòng)。
40 m - 80 m范圍內的應用可使用長(cháng)距離線(xiàn)性組件

2）角度測量（角度設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床和坐標測量機位置誤差的兩個(gè)主要因素。即使是主軸的一個(gè)

小誤差，都可能對刀尖造成重大影響。這一設置可以測量高達±10°的角度偏移，分辨率為
0.1角秒。
通過(guò)監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*好安裝在機器上的

某個(gè)固定位置。然后將角度反射鏡安裝在機器的移動(dòng)部件上。

3）直線(xiàn)度測量（直線(xiàn)度設置可測量與移動(dòng)軸垂直平面內的誤差）
直線(xiàn)度測量結果記錄了垂直于軸運動(dòng)的水平和垂直平面內 的誤差。直線(xiàn)度誤差會(huì )直接影響

機器的位置精度及輪廓精度。
這可能是因為導軌磨損、事故或機器地基不牢造成的。
通過(guò)監測直線(xiàn)度反射鏡或直線(xiàn)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(xiàn)度測量?？商峁y量較短 的軸 (0.1 – 4 m) 和較長(cháng)的軸 (1 – 30 m) 的組件。結合

兩個(gè)直線(xiàn)度測量結果可評估獨立軸的平行度。

4）回轉軸測量（XR20-W回轉軸校準裝置和XL-80激光系統可測量回轉軸的位置精度）

該回轉設置可通過(guò)比較機器控制器上顯示的運動(dòng)和硬件測 量的運動(dòng)，來(lái)測量回轉軸的位置

精度。該設置采用了XL-80激光  系統、XR20-W回轉軸校準裝置和角度干涉鏡。
XR20-W配備一個(gè)緊湊輕巧的無(wú)線(xiàn)設備，可在±1角秒的精 度范圍內采集回轉位置數據。

XR20-W在設計上易于使用、數 據采集速度迄今為止*快且無(wú)需操作人員干預。它提供可溯源 

的測量結果，可利用RotaryXL軟件包按照標準出具報告。
“擺動(dòng)軸轉臺測量軟件”能夠在很難將XR20-W安裝到機 床回轉軸中心點(diǎn)的機床配置中使用

該系統。
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5）平面度測量（該平面度設置可測量坐標測量機臺面以及各種平板的表面形狀）
平面度測量對表面的形狀進(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

些誤差對應用的影響很大， 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，還可以垂直調整傾斜。這可以實(shí)現對激光束的水平和垂直調整。另外，平面度測量

還需要使用角度測量光學(xué)鏡組。
執行平面度測量的兩種標準方法均由激光軟件支持：
•對角線(xiàn)（莫氏）法 — *在八條預定義的直線(xiàn)上進(jìn)行測量。
•網(wǎng)格法 — 任何數量的直線(xiàn)均可在整個(gè)平面的兩個(gè)正交方向上進(jìn)行測量。

6）垂直度測量（該垂直度設置可測量?jì)蓷l標稱(chēng)垂直坐標軸的垂直度）
軸之間需要相互垂直并在整個(gè)軸長(cháng)度保持準確。垂直度誤 差將直接影響機器生產(chǎn)的工件的

定位精度。這些誤差可能是因 為機器地基移動(dòng)或龍門(mén)機器參考點(diǎn)位置傳感器安裝失調所致

。
通過(guò)使用一個(gè)經(jīng)過(guò)校準的光學(xué)角尺并結合兩個(gè)直線(xiàn)度測量結果，可以計算兩軸之間的垂直度

。
要完成垂直軸的垂直度測量，需要使用前面提到的用于測量垂直方向直線(xiàn)度的附件。根據應

用的配置，可能還需要其他安裝附件。您當地的雷尼紹辦事處可為您提供*佳個(gè)性化解決方

案的建議。

雷尼紹還提供QC20-W球桿儀作為快速診斷工具，可用于評估垂直度。

5、附件
1.光學(xué)鏡組安裝組件
光學(xué)鏡組安裝組件使在機器上安裝雷尼紹測量光學(xué)鏡組變得更簡(jiǎn)單。該組件用于將測量光學(xué)

鏡組以不同的設置安裝到待測機器上。根據需要還可以提供其他配置。

2. 直線(xiàn)度基板
一種設計用于安裝直線(xiàn)度反射鏡和可調式轉向鏡（或帶有固定轉向鏡的激光準直輔助鏡）的

基板，用于測量某些垂直軸。該基板也可用于安裝線(xiàn)性或角度光學(xué)鏡組。
3. 直線(xiàn)度光閘
特殊光閘組件可在當反射光束與輸出光束處于同一水平面時(shí)進(jìn)行測量。與直線(xiàn)度光學(xué)鏡組配

合使用時(shí)，可在垂直平面上測量直線(xiàn)度。
4. 固定轉向鏡
這種鏡子可使激光束進(jìn)行90º轉折。與旋轉鏡類(lèi)似，它可以安裝在測量光學(xué)鏡組上，協(xié)助

光學(xué)鏡組的設定，主要用于測量軸的通道空間受限的場(chǎng)合。
5.磁力表座
用于安裝光學(xué)鏡組或XL-80激光系統（與XL磁力表座適配器結合使用）。該磁力表座具有一

個(gè)控制磁性的開(kāi)關(guān)，可實(shí)現快速安裝，同時(shí)還有M8螺紋固定孔。提供的組件中包含兩個(gè)磁力

表座。
6.XL磁力表座適配器
允許將三腳架云臺安裝到磁力表座上，或任何其他具有M8 螺紋的固定裝置上。
7.LS350激光準直輔助鏡
這個(gè)*的光學(xué)儀器用于微調水平面和垂直面上的激光束角度，使激光準直變成簡(jiǎn)單

的一步操作。激光準直輔助鏡提高了線(xiàn)性、角度和直線(xiàn)度測量調整速度，無(wú)論測量是在激光

頭光路成直線(xiàn)還是在90°位置上進(jìn)行。
8. 旋轉鏡
此旋轉鏡可以作為ANSI B5.54和ISO 230-6對角線(xiàn)測量的準直輔助設備。它對于測量斜床身

車(chē)床也很有用。緊固螺釘使旋轉鏡能夠簡(jiǎn)便地安裝在測量光學(xué)鏡組上。
9. 可調式轉向鏡
在測量機器垂直軸的直線(xiàn)度和垂直度時(shí)用于引導光束。
10. 大角錐反射鏡
用于測量機器垂直軸的直線(xiàn)度和垂直度的一種角錐反射鏡。

6、激光測量軟件

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