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為什麼要使用雷射干涉編碼器?

高精度

雷射干涉儀是至今用於精密回饋中最先進的技術,可提供最精細的解析度和最高精度。下圖顯示精度光學尺中採用的不同技術。

為什麼要使用雷射編碼器圖像

免接觸量測

其他技術仰賴物理光學尺,且無可避免的會出現磨損。免接觸雷射干涉儀量測方式可消除系統的機械損壞。

興趣點量測

鑑於安裝考量,大多數的線性編碼器往往「埋藏」在定位平台內,並離工件有一些距離以致易產生其他誤差來源(稱之為「阿貝誤差」)。未配備物體光學尺的雷射干涉儀可自由安裝並直接測量興趣點的位移。

為什麼要使用 Renishaw 的雷射系統?

優異的波長穩定度

配備雷射干涉儀技術後,波長即為代表測量距離的基本單位。因此波長穩定度便能與量測重複性直接關聯。Renishaw 使用的雷射管參照 National Physics Laboratory (NPL) 的認證,可確保符合最佳的波長穩定度標準。最終,Renishaw 雷射干涉儀可展現最具重複性的效能。

時間範圍RLU20RLU10HS20
1 分鐘±1 ppb±10 ppb

-

1 小時±2 ppb±0.05 ppm

-

8 小時±20 ppb±0.05 ppm±0.05 ppm(8 小時)


真正高解析度

Renishaw 編碼器的量測參考是經國際認證的 HeNe 波長。633 nm 是比一般光學編碼器更精細的刻度。這可讓 Renishaw 編碼器輕鬆達到高解析度(高達 9.64 pm)。

最小誤差

Renishaw 雷射編碼器的創新設計,採用各種先進技術減少不同來源誤差,以達到最高精度。這些技術包括修正各種環境中波長變化的環境補償系統、精密電子設計、實現最低 SDE (<±1 nm) 的光學系統,以及進階雷射波長穩定化系統。

彈性選擇資料格式

Renishaw 雷射編碼器可選擇不同輸出,其中包括固有類比訊號及用於數位資料格式的不同解析度選項。此彈性可整合精密回饋至各種不同系統。

為什麼要使用 Renishaw 雷射編碼器 (RLE)?

設定快速且方便對齊

XY 雙軸平台上的 RLE 系統

傳統的雷射干涉儀系統使用不同的雷射頭、干涉儀、反向反射鏡與偵測器裝置。雷射光束行經這些由複雜分光鏡與曲鏡網路隔離的元件之間,進而產生耗時且難以設定、對齊和維持的龐大複雜系統。

RLE 使用光纖直接傳遞雷射光束至遠端啟動裝置,其中也包含干涉儀光學鏡組和偵測器。這讓 RLE 具有大量關鍵優勢,盡可能縮減整合時間與系統複雜性:

  • 系統體積明顯減少 – 使用僅於運動系統上安裝鏡子/反射鏡的微型啟動裝置 (RLD) 作為量測參考。
  • 雷射頭可由量測軸在遠端安裝,因此可清除機器工作區內的潛在熱源。
  • 複雜的光束路徑光學鏡組成為多餘零件,對齊減少至只需兩個元件(RLD 和量測光學鏡組)就能完成。
  • 各啟動裝置皆含有雷射準直輔助鏡;可調整光束以快速對齊運動軸。

高解析度

如同編碼器的刻度,雷射干涉儀的波長可判斷解析度能達到的精細程度。Renishaw 雷射干涉儀以 633 nm 波長的雷射為基準,可在最小 SDE(細分誤差)下輕鬆達到固有的高解析度。

出色的效能

RLE 效能不只是在系統精度上有優異表現,配備的尖端訊號處理裝置也能在速度高 2 m/sec 且軸長度多達 4 m 的情形下,提供使用者次奈米的解析度。

為什麼要使用 HS20?

可在惡劣環境中運作

HS20 應用

HS20 耐用的陽極氧化鋁外殼,能徹底密封內部光學鏡組與電子元件,並符合 IP43 等級標準,讓 HS20 能在充斥散落污垢、油、切屑和水的惡劣加工廠環境中運作。

讓人讚不絕口的導管系統可減少雷射量測路徑上的空氣湍流,並保護外部干涉儀光學鏡組免於阻塞和接觸污垢。此方式有助維持最佳訊號強度等級,並延長干涉儀系統的預期使用壽命。

高效能

HS20 允許以高達 2 m/s 的速度在多達 60 m 的範圍內判斷位置,以及透過雷射頭中的類比與數位直接正交使用奈米級解析度。

設定輕鬆

對齊雷射干涉儀系統的各種元件是前所未有的難;往往要花費數小時的時間。Renishaw 在配備牢固且易用的準直機制(使用 HS20 準直板)後,能讓使用者輕鬆設定 HS20 以節省時間。