Лазерный интерферометр Renishaw XL-80 является эталоном для высочайшей точности калибровки станков и координатно-измерительных машин (КИМ). Благодаря разрешению 1 нм, линейной точности ±0,5 ppm, диапазону измерений 80 м и частоте дискретизации 50 кГц он позволяет проводить комплексное измерение геометрических погрешностей, анализ динамических характеристик и компенсацию ошибок, что делает его «золотым стандартом» контроля точности в прецизионном производстве.

Основные приложения и принцип работы

Основные приложения: высочайшая точность калибровки, приемо-сдаточные испытания, компенсация и диагностика производительности для станков с ЧПУ, координатно-измерительных машин и прецизионных платформ движения, обеспечивая абсолютные данные по точности, прослеживаемые до международных стандартов (Renishaw).

Принцип работы: основан на методе интерферометра Майкельсона.

Гелий-неоновый лазер излучает стабильный лазерный пучок, который с помощью делителя пучка разделяется на опорный пучок и измерительный пучок.

Измерительный луч перемещается вместе с станком, образуя интерференционные полосы с опорным лучом; число полос соответствует величине перемещения.

Блок обработки сигнала преобразует оптический сигнал в электрический. После компенсации воздействий окружающей среды (температуры, влажности, давления и коэффициента преломления атмосферы) с помощью прибора XC-80 он выдаёт высокоточные данные о перемещении.

Компоненты системы: лазерная головка XL-80 + экологический компенсатор XC-80 + оптические узлы измерения линейности, углового положения, прямолинейности и перпендикулярности + программное обеспечение CARTO + штатив/монтажный крепёж.

Технические характеристики (Стандартная версия)

Основные функции измерения (полный охват геометрических погрешностей) 
1. Измерение линейной точности (ядро) 
Точность позиционирования / Повторяемость: измеряются погрешность позиционирования и повторяемость на всём диапазоне перемещения оси в соответствии со стандартами ISO 230-2/GB 17421.2. 
Зазор / Погрешность шага: Точное измерение зазора оси и накопленной погрешности шага с формированием таблицы компенсации шага, которая может быть напрямую импортирована в системы таких производителей, как FANUC, Siemens и Mitsubishi. 
Измерение на больших ходах: диапазон 80 метров позволяет проводить калибровку портальных станков, крупногабаритных обрабатывающих центров и координатно-измерительных машин с большим ходом. 
2. Измерение угловых ошибок 
Питч / Йaw / Ролл: измерение углового отклонения при движении по осям с использованием оптических угловых компонентов с точностью **±0,1 угловой секунды**. 
Погрешность перпендикулярности: измеряет перпендикулярность между двумя осями (например, X–Y, Y–Z) для геометрической настройки станка. 
3. Измерение ошибок формы и положения 
Погрешность прямолинейности: односторонняя прямолинейность (горизонтальная/вертикальная), используется для оценки точности направляющих. 
Погрешность плоскостности: многокоординатное совместное измерение плоскостности стола. 
Параллельность: измерение параллельности между двумя направляющими или осями. 
4. Испытание динамических характеристик 
Сервопривод: отклик/ошибка слежения — измерение динамических ошибок при высокоскоростном движении с целью оптимизации параметров сервопривода. 
Анализ вибрации/ударов: фиксирует микровибрации с высокой частотой дискретизации 50 кГц для диагностики механического резонанса. 
5. Калибровка поворотной оси (опционально XR20-W) 
В сочетании с беспроводным калибратором поворотной оси XR20-W он обеспечивает измерение точности индексации, точности вращения, люфта и углового биения с точностью до 1 угловой секунды, что делает его подходящим для пятикоординатных станков и токарно-фрезерных комплексов. 
Основные преимущества 
Предельная точность: разрешение 1 нм + точность ±0,5 ppm, что соответствует требованиям к прецизионной обработке класса IT4 и выше. 
Расширенный диапазон: линейное измерение на расстоянии 80 м, охватывающее крупногабаритные станки и оборудование с большим ходом. 
Высокоскоростная динамика: скорость 4 м/с и частота дискретизации 50 кГц, что обеспечивает точный анализ динамических характеристик при высокоскоростном движении. 
Экологическая адаптивность: полностью автоматическая компенсация модели XC-80 устраняет влияние температуры, влажности, давления и показателя преломления воздуха, что позволяет проводить прямые измерения в условиях производственных цехов. 
Эффективность и удобство использования: менее 6 минут на разогрев, светодиодные индикаторы сигнала и интуитивно понятное программное обеспечение CARTO обеспечивают быструю настройку одним оператором, существенно сокращая время калибровки. 
Портативность и гибкость: Портативная система весом 12 кг обеспечивает быстрое развертывание на месте и может использоваться на нескольких машинах. 
Соответствие стандартам: соответствует международным стандартам, таким как ISO 230, VDI 3441 и GB 17421; отчёты подходят для сертификации качества и аудитов клиентов. 
Совместимость с системами: поддерживает все основные системы ЧПУ, автоматически генерирует файлы компенсации погрешностей и импортирует их в станок одним нажатием кнопки. 
Типичные сценарии применения 
Приёмка нового станочного оборудования: подготовка отчётов об точности в соответствии с международными стандартами для обеспечения соответствия станка проектным техническим требованиям. 
Периодическая калибровка точности: ежегодное/полугодовое профилактическое обслуживание для формирования реестра точности и отслеживания тенденций деградации. 
Оптимизация компенсации погрешностей: измерение поперечных, люфтовых и геометрических погрешностей с целью формирования таблиц компенсаций, что повышает точность станка на 30–80%. 
Диагностика неисправностей: при отклонении обработанных размеров от допусков быстро определить, связано ли это с геометрическими, сервоприводными или механическими причинами. 
Калибровка крупногабаритного оборудования: портальные обрабатывающие центры, напольные расточно-фрезерные станки, координатно-измерительные машины с большим ходом и прецизионные платформы перемещения. 
Комбинация 5-осевого станка и токарно-фрезерного центра: при использовании с XR20-W обеспечивается полная калибровка линейных и поворотных осей в замкнутом контуре. 

Компенсатор и датчик XC-80

Благодаря применению технологии термического контроля, позволяющей поддерживать изменение длины лазерной трубки на уровне нескольких нанометров, точность может быть сохранена на уровне +0,05 ppm в течение 3 лет.

Поддерживая точность измерений в диапазоне температур от 0 °C до 40 °C, измерение интерференции напрямую наследует прослеживаемость длины волны лазера.

Результаты калибровки компании Renishaw могут быть прослежены до организаций — участниц Меморандума о взаимном признании CIPM, что обеспечивает единый стандарт измерений во всём мире.

① Комплект для монтажа оптической сборки

Комплект крепления оптической сборки используется для монтажа измерительной оптической сборки на тестируемую машину в различных конфигурациях.

② Магнитное основание

Магнитное основание используется для крепления оптического узла или лазера XL-80 (при использовании совместно с магнитным адаптером для основания XL). Магнитное основание оснащено переключателем для регулировки магнитного усилия, что обеспечивает быструю установку, а также имеет резьбовое крепёжное отверстие M8. В комплект входят два магнитных основания.

③ Крутоугольное коническое зеркало

Это широкоугольное коническое зеркало используется для измерения прямолинейности и перпендикулярности вертикальной оси станка.

④ Плита базовая для прямолинейности

Основание для обеспечения прямолинейности предназначено для монтажа зеркала прямолинейности и регулируемого отклоняющего зеркала (или устройства лазерной юстировки с фиксированным отклоняющим зеркалом) с целью выполнения определённых измерений по вертикальной оси. Это основание также может использоваться для монтажа оптических узлов линейных или угловых измерений.

⑤ Вертикальный дефлектор

Этот регулируемый дефлектор используется для направления луча при измерении прямолинейности и перпендикулярности вертикальной оси станка.

⑥ Вращающееся зеркало

Вращающееся зеркало служит средством обеспечения точной юстировки при выполнении диагональных измерений в соответствии со стандартами ANSI B5.54 и ISO 230-6. Оно также может использоваться для измерений на токарных станках с наклонной станиной. Вращающееся зеркало легко монтируется на оптическом измерительном узле с помощью крепёжных винтов.

⑦ Прямолинейность затвора

Шторка прямолинейности может использоваться для измерений в том случае, когда отражённый луч и выходной луч находятся в одной горизонтальной плоскости. При совместном использовании с оптической сборкой для измерения прямолинейности она позволяет проводить измерения прямолинейности в вертикальной плоскости.

⑧ Магнитный адаптер для базы XL

Этот адаптер используется для крепления головки штатива к магнитному основанию или к любому другому монтажному приспособлению с резьбой M8.

⑨ Фиксированный дефлектор

Стационарный отклоняющий элемент изменяет направление лазерного луча на 90°. Подобно вращающемуся зеркалу, он может быть установлен на оптическом узле измерения для облегчения юстировки, прежде всего в тех случаях, когда пространство вокруг измеряемой оси ограничено.

⑩ Сборка адаптера наклона

Сборка адаптера наклона позволяет гибко наклонять устройство лазерной юстировки в диапазоне от 0° до 90° и обеспечивает свободное горизонтальное вращение.

⑪ Оптический узел для длиннофокусного линейного измерения

При большой дальности лазерный луч рассеивается. Выходящий и входящий лазерные лучи могут интерферировать друг с другом. Дальномерная линейная установка включает делитель пучка для разделения лучей и широкоугольное коническое зеркало для поддержания их разделения. Интегрированная оптическая мишень облегчает наведение луча, что позволяет проводить измерения на расстояниях от 40 до 80 метров.

⑫ Компактный линейный измерительный оптический узел

Благодаря компактному линейному оптическому узлу измерения лазерный интерферометр XL-80 можно использовать в приложениях, где требуется компактная и легкая призма. Такая компактная и легкая призма весит всего 10% от стандартной линейной призмы, что значительно снижает её влияние на динамику станка и предоставляет более гибкие варианты монтажа. Этот оптический узел подходит только для расстояний до 4 м.

⑬ Зеркало помощи в лазерной юстировке LS350

Этот уникальный оптический компонент используется для точной настройки угла лазерного луча как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, что позволяет свести выравнивание лазера к однократной операции. Зеркало-помощник для выравнивания лазера ускоряет процесс настройки луча при измерениях линейности, угловых параметров и прямолинейности, при этом его применение не ограничивается лишь случаями, когда лазерный луч направлен прямо или под углом 90°.

⑭ Четвертьволновая пластина

Четвертьволновая пластинка преобразует линейно поляризованный лазерный пучок в кругово поляризованный пучок. При использовании в линейных измерениях эта пластинка позволяет заменить коническую зеркальную поверхность на плоское зеркало. Две распространённые области применения плоских зеркал — это системы с высоким разрешением или ситуации, когда измеряемая поверхность перпендикулярна лазерному пучку, например на XY-столе. Для таких применений требуется поверхность с очень высокой отражательной способностью.