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Perché usare un encoder laser interferometrico?

Accuratezza elevata

Attualmente, l'interferometria laser rappresenta la tecnica più avanzata per ottenere feedback di precisione e offre la massima risoluzione e accuratezza. La figura di seguito mostra la posizione delle varie tecnologie sulla scala dell'accuratezza.

Immagine: Perché usare un encoder laser?

Misure senza contatto

Altre tecnologie si basano su scale fisiche e sono quindi suscettibili a usura e danni. Il metodo di misura senza contatto tramite interferometro laser elimina i problemi di deterioramento meccanico del sistema.

Misura del punto di interesse

Per comodità di montaggio, gli encoder lineari vengono spesso inseriti all'interno della base di posizionamento, a una certa distanza dal pezzo di lavoro. Tale configurazione introduce un errore aggiuntivo (denominato errore di Abbe). Gli interferometri laser, privi di scala fisica, possono essere montati in modo da misurare direttamente lo scostamento sul punto di interesse.

Perché usare i sistemi laser Renishaw

Altissima stabilità della lunghezza d'onta

Nella tecnologia degli interferometri laser, la lunghezza d'onda è l'unità di base per rappresentare la distanza di misura. Pertanto, la stabilità della lunghezza d'onda è direttamente correlata alla ripetibilità di misura. I tubi laser adottati da Renishaw usano come riferimento quelli certificati dal National Physics Laboratory (NPL) per assicurare standard elevatissimi per quanto riguarda la stabilità della lunghezza d'onda. Ciò consente agli interferometri laser di Renishaw di fornire prestazioni estremamente ripetibili.

PeriodoRLU20RLU10HS20
1 minuto±1 ppb±10 ppb

-

1 ora±2 ppb±0,05 ppm

-

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


Risoluzione intrinsecamente elevata

Il riferimento di misura degli encoder Renishaw è la lunghezza d'onda HeNe, riconosciuta a livello internazionale. Con 633 nm, rappresenta un passo molto più fine rispetto ai tradizionali encoder ottici e consente ai dispositivi Renishaw di raggiungere risoluzioni molto alte (fino a 9,64 pm).

Riduzione degli errori

Il design innovativo degli encoder laser Renishaw sfrutta una serie di tecnologie avanzate per ridurre al minimo gli errori di vario tipo e assicurare la massima precisione. Tali tecnologie includono un sistema di compensazione ambientale, che corregge le variazioni della lunghezza d'onda dovute ai cambiamenti ambientali, un design elettronico sofisticato, schemi ottici che riducono al minimo l'SDE (<±1 nm) e uno schema avanzato per la stabilizzazione della lunghezza d'onda del fascio laser.

Flessibilità nella scelta del formato dati

Gli encoder laser Renishaw possono produrre dati in vari formati, fra cui segnali analogici, e diverse opzioni di risoluzione per i dati in formato digitale. Tali caratteristiche assicurano la flessibilità necessaria per integrare il feedback di precisione in molti sistemi diversi.

Perché usare gli encoder laser Renishaw (RLE)?

Facilità di impostazione e allineamento

Sistema RLE su base XY

I tradizionali schemi di interferometria laser utilizzano unità separate per la testa, l'interferometro, i retroriflettori e i rilevatori. Il fascio laser viene guidato fra questi componenti tramite una rete di separatori e deflettori, dando vita a un sistema complesso e difficile da impostare, allineare e mantenere.

RLE sfrutta le fibre ottiche per inviare il fascio laser direttamente alle unità di lancio remote che contengono anche le ottiche dell'interferometro e il rilevatore. Questo metodo assicura a RLE una serie di vantaggi e consente di ridurre i tempi di integrazione e la complessità del sistema:

  • Il dispositivo ha dimensioni ridottissime, perché usa l'unità di lancio miniaturizzata (RLD) come riferimento di misura e richiede solo l'installazione dello specchio/riflettore nel sistema di movimento.
  • La testa del laser può essere montata lontano dall'asse di misura, eliminando una possibile fonte di calore dall'area di lavoro della macchina.
  • Le complicate ottiche di instradamento del fascio diventano ridondanti e l'allineamento può essere ridotto a due soli componenti (RLD e ottiche di misura).
  • I deviatori di fascio incorporati in ciascuna unità di lancio consentono di regolare il fascio per velocizzare l'allineamento sull'asse di movimento.

Alta risoluzione

Come avviene con il passo degli encoder, la lunghezza d'onda degli interferometri laser determina la risoluzione. L'interferometro Renishaw utilizza un laser con lunghezza d'onda da 633 nm e può raggiungere facilmente una risoluzione elevata, riducendo al minimo l'errore di interpolazione (SDE).

Prestazioni eccezionali

Le prestazioni di RLE non sono eccellenti solo in termini di accuratezza. Grazie alla sua avanzatissima unità di elaborazione del segnale, il sistema fornisce capacità di risoluzione inferiori al nanometro, con velocità fino a 2 m/sec su assi lunghi anche 4 m.

Perché utilizzare HS20?

Funziona anche in ambienti difficili

Applicazione di HS20

Il robusto alloggiamento di HS20, in alluminio anodizzato, sigilla le ottiche interne e le elettroniche in modo conforme allo standard IP43. HS20 è quindi in grado di funzionare anche negli ambienti produttivi più difficili, in presenza di sporcizia, olio, trucioli e acqua.

Sono disponibili anche condutture opzionali per ridurre al minimo le turbolenze dell'aria lungo il percorso del laser e proteggere le ottiche esterne da sporcizia e altre ostruzioni. In questo modo, l'intensità del segnale risulta sempre ottimale e si prolunga la durata dell'intero sistema.

Prestazioni elevate

HS20 consente di determinare la posizione a una distanza massima di 60 m, con velocità fino a 2 m/s e con una risoluzione a livello di nanometri. I risultati vengono prodotti in quadratura analogica e digitale direttamente dalla testa del laser.

Facile da configurare

L'allineamento dei vari componenti di un interferometro laser è un procedimento difficile e può richiedere diverse ore. Grazie al suo meccanismo di allineamento, semplice e robusto, HS20 può essere impostato in poco tempo.