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Pourquoi utiliser un codeur laser interférométrique ?

Haute précision

L'interféromètre laser est la technologie de renvoi de données de précision la plus sophistiquée à l’heure actuelle. Il offre à la fois la meilleure résolution et le plus haut niveau d'exactitude. Le diagramme ci-dessous illustre la place qu'occupent les différentes technologies sur l'échelle de précision.

Pourquoi utiliser l'image d'un codeur laser ?

Mesures sans contact

Les autres technologies utilisent des échelles physiques, inévitablement associées à des facteurs d'usure. La méthode de mesure sans contact par interféromètre laser évite la détérioration mécanique du système.

Mesure de points à étudier

Pour des raisons de montage, la plupart des codeurs linéaires sont souvent « enterrés » dans l'étage de positionnement, à une certaine distance de la pièce à usiner, d'où l'introduction d'une autre source d'erreurs (dites erreurs d'Abbé). Les interféromètres laser se passant d'échelle physique, ils peuvent être montés de manière à mesurer directement le déplacement au point à étudier.

Pourquoi recourir aux systèmes laser Renishaw ?

Stabilité de longueur d'onde exceptionnelle

La longueur d'onde est l'unité de base avec laquelle la technologie des interféromètres laser mesure les distances. La stabilité de la longueur d'onde a par conséquent un rapport direct avec la répétabilité de la mesure. Les tubes laser utilisés par Renishaw sont référencés par rapport aux tubes utilisés par le National Physics Laboratory (NPL), pour garantir leur conformité avec les normes de stabilité de longueur d'onde les plus rigoureuses. C'est la raison pour laquelle les interféromètres laser Renishaw s'acquittent des meilleures performances de répétabilité.

CalendrierRLU20RLU10HS20
1 minute± 1 p. p. 109± 10 p. p. 109

-

1 heure± 2 p. p. 109± 0,05 ppm

-

8 heures± 20 p. p. 109± 0,05 ppm±0,05 ppm (8 heures)


Résolution intrinsèquement élevée

La référence de mesure des codeurs Renishaw est la longueur d'onde reconnue à l'échelle internationale HeNe. À 633 nm, le pas est beaucoup plus fin que les codeurs optiques types. Il permet aux codeurs Renishaw d'atteindre facilement une haute résolution (jusqu'à 9,64 pm).

Erreurs réduites

La conception innovante des codeurs laser Renishaw fait appel à diverses technologies sophistiquées, pour réduire les erreurs de différentes sources au minimum et garantir une précision optimale. Un système de compensation de l'environnement servant à corriger les changements de longueur d'onde dans un environnement changeant, une électronique et des schémas optiques sophistiqués à l'origine de la plus faible erreur de subdivision (<±1 nm) et une structure de stabilisation de longueur d'onde laser sophistiquée, font notamment partie de ces technologies.

Choix flexibles de formats de données

Les codeurs laser Renishaw donnent le choix de plusieurs sorties, dont le signal analogique intrinsèque et différentes options de résolution pour format de données numériques. Ils sont par conséquent suffisamment adaptables pour intégrer les renvois de précision à plusieurs systèmes différents.

Pourquoi utiliser les codeurs laser Renishaw (RLE) ?

Installation rapide, alignement facile

Système RLE sur étage XY

Les schémas d'interféromètre laser conventionnels utilisent une tête laser, des interféromètres, des rétroréflecteurs et des unités de détection séparés. Le faisceau laser est acheminé entre ces composants isolés par un réseau complexe de diviseurs et déflecteurs de faisceau, donnant un système complexe dont l'installation, l'alignement et l'entretien sont chronophages et difficiles.

RLE transmet le faisceau laser directement à travers la fibre optique, à des unités de déclenchement à distance qui contiennent également les optiques d'interféromètre et le détecteur. Cette méthode donne au RLE plusieurs avantages déterminants, qui réduisent au minimum le délai d'intégration et la complexité du système :

  • Réduction radicale de l'empreinte système – la seule référence de mesure est l'unité de déclenchement miniature (RLD) ; seuls le miroir/réflecteur est monté sur le système de positionnement.
  • La tête laser peut être montée à l'écart de l'axe de mesure, éliminant une source de chaleur potentielle dans le périmètre de travail de la machine.
  • Les optiques de cheminement compliquées deviennent inutiles et l'alignement ne dépend plus que de deux composants (RLD et optique de mesure).
  • Des orienteurs de faisceau incorporés à chaque unité de déclenchement se chargent de l'ajustement du faisceau, afin de l'aligner rapidement sur l'axe de mouvement.

Haute résolution

À l'image du pas des codeurs, la qualité de la résolution dépend de la longueur d'onde des interféromètres laser. Basé sur un laser d'une longueur d'onde de 633 nm, l'interféromètre laser Renishaw est largement capable d'atteindre une résolution intrinsèquement élevée, compte tenu d'une erreur de subdivision minimale (erreur d'interpolation).

Des performances exceptionnelles

Les performances du RLE sont exceptionnelles, mais pas seulement du point de vue de la précision. Équipé d’une unité de traitement des données de pointe, il fait profiter l'utilisateur de capacités de résolution de l'ordre du sous-nanomètre, à la vitesse maximale de 2 m/sec, pour des longueurs d'axe minimales pouvant atteindre jusqu'à 4 m.

Pourquoi utiliser l'unité HS20 ?

Pour pouvoir fonctionner dans des environnements défavorables

Application HS20

Robuste, le boîtier alu anodisé du HS20 protège à 100% les composants optiques et électroniques internes, conformément à la norme IP43. Cette protection permet d'utiliser l'unité HS20 dans l'environnement agressif des ateliers d'usinage, constamment soumis aux projections d'impuretés, d'huile, de copeaux et d'eau.

Un système de conduits complémentaires également disponible, permet de réduire au minimum la turbulence de l'air le long de la trajectoire de mesure et protège les optiques d'interféromètres externes contre les obstacles et la poussière. Il contribue au maintien de la puissance de signal optimale et prolonge l'espérance de vie du système d'interférométrie.

Hautes performances

L'unité HS20 permet de déterminer la position sur une portée maximale de 60 mètres, à une vitesse maximale de 2 m/s, compte tenu d'une résolution de l'ordre du nanomètre et d'après les quadratures analogique et numérique obtenues directement à partir de la tête laser.

Facile à installer

Aligner les divers composants d'un système interférométrique laser est une opération notoirement difficile. Elle peut prendre plusieurs heures. Grâce à un mécanisme d'alignement robuste et facile à utiliser (utilisant la plaque d'alignement du HS20), Renishaw permet aux utilisateurs d'installer facilement leur HS20 et de gagner du temps.