Назначение
Системы лазерные измерительные XM-60, XM-600 (далее системы) предназначены для измерений линейных и угловых перемещений, а также для выполнения на основании этих данных комплексной калибровки станков и других прецизионных систем позиционирования.
Описание
Принцип действия систем основан на интерференционном методе измерений перемещений, с использованием стабилизированного по частоте гелий-неонового лазера, и оптическом методе измерений. Система позволяет проводить измерения одновременно по шести степеням свободы вдоль линейной оси после однократной настройки. Внешний вид системы представлен на рисунке 1.
В состав систем входят источник излучения, излучатель, приемник, блок компенсации параметров окружающей среды XC-80 с датчиками измерений температуры окружающего воздуха и температуры материала, программное обеспечение, персональный компьютер и комплект монтажных приспособлений для установки.
Излучатель состоит из источника лазерного излучения - лазерной He-Ne трубки, оптоволокна и электронного устройства обработки сигналов. Лазерный луч, исходящий из трубки, разделяется на три части и с помощью оптоволокна подается на выход излучателя. В излучателе также размещен источник лазерного излучения на основе лазерного диода.
Лучи 1, 2, 3 системы используются для измерения линейных и угловых перемещений относительно поперечной (тангаж) и вертикальной осей (рысканье) интерференционным методом. Луч 4 светодиода используется для измерения угла поворота относительно продольной оси. Также возможно применение системы для измерения отклонений от прямолинейности.
Измерение угловых перемещений происходит интерференционным методом. Посредством трех лазерных лучей определяется расстояние между источником лазерного излучения и приемником в трех точках. Поскольку межосевое расстояние между этими лучами известно, система одновременно определяет угловые перемещения относительно поперечной и вертикальной осей.
Измерение линейных перемещений происходит с помощью измерений угловых перемещений относительно поперечной и вертикальной осей на основании комбинации лучей 1, 2, 3 для вычисления погрешности положения луча 4.
Измерение угла поворота относительно продольной оси выполняется оптическим методом с помощью детектора угла поворота относительно продольной оси, встроенного в приемник.
Блок температурной компенсации предназначен для учета влияния на результаты измерений параметров окружающей среды и температуры измеряемого объекта, одновременно к блоку компенсации может быть подключено до 3 датчиков. Лазерный блок и блок компенсации соединяются с персональным компьютером при помощи USB кабелей.
Системы лазерные измерительные XM-600 дополнительно снабжены синхронизирующим выходом для подключения к контроллерам координатно-измерительных машин, оборудованных системой UCC Renishaw.
Пломбирование систем не предусмотрено.
Программное обеспечение
Системы работают с автономным программным обеспечением Renishaw CARTO (далее ПО). Идентификация ПО происходит в окне «О программе» путем вывода данных о версиях ПО.
ПО предназначено для сбора, обработки, хранения и передачи данных.
ПО соответствует среднему уровню защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с Р 50.2.077-2014.
При нормировании метрологических характеристик учтено влияние программного обеспечения.
Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Renishaw CARTO |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО* | 4.1 SP1 |
| * Номер версии ПО должен быть не ниже указанного в таблице. |
Технические характеристики
Метрологические и основные технические характеристики систем, включая показатели точности, представлены в таблицах 2-3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений линейных перемещений, м | от 0 до 4 |
| Диапазон измерений угловых перемещений (тангаж, рысканье), угловые секунды | ±100 |
| Диапазон измерений смещения относительно продольной оси (угла поворота), угловые секунды | ±100 |
| Дискретность отсчета измерений линейных перемещений, нм | 1 |
| Дискретность отсчета измерений угловых перемещений, угловые секунды | 0,006 |
| Дискретность отсчета измерений смещения относительно продольной оси (угла поворота), угловые секунды | 0,1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных перемещений (с компенсацией изменения параметров окружающей среды), мкм* - в диапазоне от 0 до 0,04 м включ. - в диапазоне св. 0,04 до 4 м | ±0,02 ±0,5L (L - измеренное перемещение в |
| | метрах) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений угловых перемещений (тангаж, рысканье), угловые секунды* | ±(0,006 • А+0,1+0,02М) (М - расстояние от излучателя до приемника в метрах, А - угловое перемещение в угловых секундах) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений смещений относительно продольной оси (угла поворота), угловые секунды* | ±(0,01А+1,82) (А - угловое смещение в угловых секундах) |
| * - характеристики приведены к температуре +20 °С. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальное значение длины волны лазерного излучения: - He-Ne лазера, нм | 633 |
| - светодиода, нм | 655 |
| Класс лазера по ГОСТ IEC 60825-1-2013 | 2 |
| Мощность лазерного излучения (суммарно для четырех лучей), мВт, не более | 1,0 |
| Электропитание: - напряжение постоянного тока, В | 24 |
| Потребляемая мощность, Вт | 60 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С | от +10 до +40 |
| - относительная влажность воздуха (без конденсации), %, не более | 95 |
| - давление, мм рт. ст. | от 450 до 860 |
| Габаритные размеры, ДхШхВ, мм, не более: - источник излучения | 320х122х193 |
| - излучателя | 126х125х86 |
| - приемника | 162х82х82 |
| - блока компенсации параметров окружающей среды | 135х58х52 |
| Масса, кг, не более: - источник излучения | 3,7 |
| - излучателя | 1,9 |
| - приемника | 0,6 |
| - блока компенсации параметров окружающей среды | 0,5 |
| Время наработки на отказ, ч, не менее | 11500 |
| Средний срок службы, лет | 6 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом и на источник лазерного излучения в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность систем
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Источник лазерного излучения | - | 1 шт. |
| Излучатель | - | 1 шт. |
| Приемник | - | 1 шт. |
| Блок компенсации параметров окружающей среды (с комплектом датчиков) | - | 1 шт. (количество датчиков - по требованию заказчика) |
| Защитный кожух | - | 1 шт. |
| Кронштейн (угол 90°) | - | 1 шт. |
| Литий-полимерная аккумуляторная батарея 3,7 В | - | 3 шт. |
| Зарядное устройство | - | 1 шт. |
| Магнитная опора | - | 1 шт. |
| Зажим монтажный | - | 2 шт. |
| Стойка М8 | - | 4 шт. |
| Уровень пузырьковый | - | 1 шт. |
| Зажим кабельный | - | 3 шт. |
| Кейс для хранения и транспортировки системы | - | по требованию заказчика |
| Программное обеспечение Renishaw CARTO | - | 1шт. |
| Персональный компьютер или ноутбук | - | по требованию заказчика |
| Комплект соединительных кабелей | - | 1 шт. |
| Руководство пользователя | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 2511-0004-2020 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2511-0004-2020 «ГСИ. Системы лазерные измерительные XM-60, XM-600. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 09 июля 2020 г.
Основные средства поверки:
- Г осударственный первичный эталон единицы длины - метра ГЭТ 2;
- Государственный первичный эталон единицы плоского угла ГЭТ 22.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 110-9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм. Приказ № 2840 Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 декабря 2018 г.
Государственная поверочная схема для средств измерений плоского угла. Приказ № 2482 Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2018 г.
Техническая документация компании «Renishaw plc.».
80848-20: Методика поверки МП 2511-0004-2020Скачать4.7 Мб