Laser portable de mesure et d étalonnage

Système laser XL-80 Laser portable de mesure et d étalonnage Machines-outils et MMT Le top en matière de vérification de conformité des machines-outils et MMT suivant les normes internationales Systèmes de positionnement Performances dynamiques incomparables pour inspections rapides haute résolution Recherche et métrologie Mesures traçables pour laboratoires d étalonnage et de recherche

Laser portable de mesure et d étalonnage Le leader mondial des systèmes de mesure laser propose son système laser XL-80 Depuis plus de 20 ans, Renishaw conçoit, fabrique et fournit des systèmes à interférométrie laser. À l usage, son système laser ML10 s est imposé comme une norme de précision et de fiabilité reconnue dans le monde entier. Le nouveau système laser XL-80 offre des niveaux supérieurs de portabilité, précision et performances de mesure dynamique. Bien que plus convivial et facile à utiliser, il conserve tous les avantages d un système purement interférométrique. Grâce à cette technologie confirmée, les systèmes laser Renishaw sont la solution de prédilection des entreprises du monde entier. Le XL-80 conserve les vertus principales de Renishaw que sont la précision, la fiabilité et la durabilité pour un emploi quotidien et dans les applications où ces aspects sont essentiels. Les performances supérieures du système laser XL vous donnent davantage d options de mesure. Nettement plus petit que les systèmes existants, sa portabilité et sa facilité d emploi accrue aideront votre entreprise à maintenir son avance Laser XL-80 laser (avec obturateur universel en option) et compensateur XC-80 2

Les composants du système XL La base du nouveau système est composée d une tête laser compacte (XL-80) et d un système indépendant de compensation (XC-80) Optique de mesure XL-80 Capteurs de température USB USB XC-80 Laser XL-80 Le Laser XL-80 produit un faisceau laser extrêmement stable dont la longueur est homologuée par des normes nationales et internationales. La stabilité de la fréquence laser est spécifiée à ± 0,05 ppm sur une année et à ± 0,02 ppm sur une heure. Cette excellente stabilité est obtenue par une gestion thermique dynamique de la longueur du tube laser à quelques nanomètres près. La connexion USB intégrée n exige plus d interface séparée Laser/PC. Le laser comporte aussi en standard une sortie analogique auxiliaire et en option une sortie en quadrature. La même prise accepte aussi une entrée de signal de déclenchement pour synchroniser la saisie de données. La précision de mesure linéaire est garantie à ± 0,5 ppm sur toute la plage de fonctionnement, à savoir de 0 C à 40 C et de 650 à 1150 mbar. Les mesures sont prises à 50 khz avec une vitesse de mesure linéaire de 4 m/s et une résolution linéaire de 1 nm, même à la vitesse maximale. Les diodes d état du laser et de puissance du signal complètent les indicateurs sur les écrans du logiciel. Avec un mode longue portée commutable (40 m à 80 m) et un temps de préchauffage inférieur à 6 minutes, ces fonctions rendent le XL-80 rapide et facile à utiliser. Comme l interférométrie est à la base de toutes les options de mesure (pas seulement linéaire) du système XL, vous pouvez vous fier à la précision de toutes vos mesures. Une alimentation électrique à commutation de mode de 90 à 265 V offre une très grande flexibilité sur le choix de la tension d alimentation. 3

Laser portable de mesure et d étalonnage Les composants du système XL Compensateur XC-80 et ses capteurs Le compensateur XC-80 est fondamental pour la précision de mesure du système XL. Doté de «capteurs intelligents» qui traitent les lectures à la source, ce compensateur effectue une mesure très précise de la température de l air, de la pression atmosphérique et de l humidité relative. Tout comme le laser XL-80, le compensateur se branche directement sur le PC par un port USB qui lui fournit aussi son alimentation, une alimentation séparée n est donc pas nécessaire. Le XC-80 ne pèse que 490 g et avec le XL-80, cela ne représente qu à peine plus de 3 kg (cordons de connexion, bloc alimentation XL et capteurs compris). Les capteurs de température d air et de matériau sont aussi «intelligents». Des microprocesseurs intégrés analysent et traitent les données des capteurs avant d envoyer des valeurs numériques de température au compensateur XC-80. On obtient ainsi des mesures plus sûres. C est en outre un des facteurs principaux pour la compacité du XC-80. Jusqu à trois capteurs de température peuvent aussi être connectés au compensateur XC-80 pour permettre une normalisation des mesures linéaires à une température de référence matériau de 20 C. Les cordons (5 mètres) des capteurs sont amovibles pour faciliter leur remplacement. Plusieurs cordons peuvent être vissés les uns aux autres pour créer des allonges sur les machines plus longues. Il modifie ensuite la valeur nominale de la longueur d onde du laser pour produire une valeur exacte à utiliser dans les calculs, ce qui élimine pratiquement toute erreur de mesure découlant de ces écarts. Ceci peut être effectué automatiquement toutes les sept secondes comme l indiquent les diodes d état sur l unité XC-80. 4 Chaque capteur «s éteint» entre les mesures pour minimiser la dissipation de chaleur. C est là un aspect typique du soin apporté à l étude du XC-80, lequel utilise une table de correction température et pression pour le capteur de pression, ainsi que des capteurs thermiques ajustés par coefficients. L étude du XC-80 et des capteurs permet d obtenir des mesures extrêmement précises sur la plage complète des conditions d exploitation. Ces différents éléments ont été conçus pour résister aux manipulations quotidiennes dont la plupart des systèmes font l objet.

Les composants du système XL Trépied et plate-forme À moins d utiliser un banc de mesure spécial, il y a de forte chance qu un trépied et qu une plate-forme soient nécessaires pour ajuster la position relative du laser par rapport à l axe de mesure souhaité. Le nouveau trépied universel, qui a fait l objet d essais très complets, constitue une base de réglage très stable, légère et compacte. La plate-forme du trépied XL permet des rotations angulaires et des translations précises du Laser XL-80. Grâce à sa conception, elle peut rester fixée à l unité laser, offrant ainsi un rangement facile et une installation rapide. Grâce à leur conception soignée, le laser XL-80 et ses optiques peuvent aussi être placés directement sur un marbre ou une table (sans plate-forme de trépied) pour l étalonnage de machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). Avec un poids combiné d à peine 6,2 kg, le trépied et sa housse sont aussi portables que le reste du système laser. Un mécanisme à blocage/déblocage instantané réalise une fixation sûre et rapide au trépied. Dans les applications peu pratiques pour un trépied, un montage à même la table d une machine-outil par exemple, la plate-forme et le laser peuvent aussi s installer sur la plupart des socles magnétiques standard avec un adaptateur fileté M8 optionnel. 5

Laser portable de mesure et d étalonnage Logiciels dédiés pour maximiser les performances de votre système XL Logiciels Des logiciels puissants, accompagnés d une documentation technique claire mais complète, sont au cœur du système XL-80. par la commande numérique de la machine-outil, ce qui améliore considérablement la précision de positionnement des machines. Des logiciels de compensation sont disponibles pour s interfacer avec de nombreuses commandes numériques. Logiciel QuickViewXL Logiciel LaserXL Affichage en direct et en temps réel des données de mesure laser pour l analyse de déplacement, de vitesse et d accélération. QuickViewXL est l outil idéal en Recherche et Développement, car il permet d effectuer des inspections, examens et caractérisations rapides et faciles sur les systèmes de positionnement. 6 Le logiciel LaserXL comprend des modules de mesure linéaire, angulaire, d axe rotatif, de planéité, de rectitude et de perpendicularité, ainsi que des fonctionnalités de mesure dynamique (voir ci-après). Pour les logiciels LaserXL, QuickViewXL et pour le manuel système, les utilisateurs ont le choix entre une interface en anglais et en plusieurs langues principales. Les options de rapport standard sont conformes à de nombreuses normes de contrôle de performances machine telles que ISO, ASME, VDI, JIS et GB, et elles comprennent une analyse Renishaw complète. La fonctionnalité de mesure dynamique permet de recueillir des données à des cadences de 10 Hz à 50 khz (12 valeurs prédéfinies) et produit des données de déplacement, de vitesse et d accélération. Pour l analyse de fréquence, un logiciel FFT (Transformation rapide de Fourier) est également intégré. Avec les options logicielles de compensation d erreur linéaire, les données obtenues par une calibration LaserXL peuvent créer des valeurs de compensation exploitables Ces deux logiciels sont compatibles avec les systèmes d exploitation Windows XP (SP2) et Vista (seulement 32 bits). Une spécification correcte du PC est indispensable pour garantir les performances du système. Adressez-vous à Renishaw pour obtenir les détails à jour. Informations d assistance technique Un manuel système multilingue est fourni sur CD avec chaque système laser. Il contient des procédures de configuration écrites et illustrées pour chaque mesure, des astuces d étalonnage et des informations d analyse. Vous pouvez l installer sur votre PC et y accéder directement par le bouton Aide ou bien l utiliser en tant que document de référence indépendant. Des CD supplémentaires sont disponibles gratuitement.

Avantages du système Performances ±0,5 ppm précision de mesure linéaire certifiée sur toute la plage de fonctionnement. 1 nm résolution linéaire (même à la vitesse maxi.) 4 m/s vitesse maximale de déplacement 7 secondes entre chaque mise à jour automatique de compensation d environnement 50 khz vitesse de saisie dynamique 80 m plage linéaire standard Sans une compensation fiable et précise de longueur d onde, des erreurs de 20 à 30 ppm seraient courantes Renishaw a fait tout son possible pour garantir la précision du système de compensation XC-80 de Renishaw et de ses capteurs sur toute la plage d exploitation du système. C est ainsi que la précision de mesure linéaire est maintenue à ± 0,5 ppm de 0 C à 40 C et sur la plage complète de pression atmosphérique. (Voir le graphique de comparaison d un système concurrent ci-dessous.) Les spécifications de performance sont vérifiées conformément à des procédures internationales suivant un bilan d erreur système documenté et une précision système stipulée avec un niveau de confiance de 95 % (k = 2), ceci étant valable sur la plage complète des conditions ambiantes d exploitation. (Voir «Spécifications principales», page 11.) Précision, en ppm Produit concurrent Renishaw XL-80 Précision, en ppm Produit concurrent Renishaw XL-80 C C Précision de mesure linéaire du système / température ambiante Précision de normalisation du matériau à 10 ppm/ C 7

Laser portable de mesure et d étalonnage Avantages du système Facilité d emploi Facile à utiliser et rapide à installer, le XL-80 permet aux utilisateurs de réduire les temps d attente et de prolonger le temps disponible aux mesures Courte durée de préchauffage (moins de six minutes) Laser et plate-forme conçus pour un rangement combiné Plate-forme avec montage de trépied à déblocage instantané Composants et connexions réduits. Le laser et le compensateur se connectent tous les deux au PC via un port USB sans interface séparée et sans configuration complexe Puisqu il est alimenté par la connexion USB, le compensateur XC-80 n a pas besoin de bloc d alimentation externe Souplesse et facilité d exploitation Le système peut passer d un mode «portée standard» (40 m) à un mode «longue portée» (80 m) Un port d E/S analogique fournit des sorties analogiques et des signaux en quadrature (option usine) ainsi qu une entrée de signal de déclenchement Diodes d état et de puissance de signal faciles à lire Fonctionne avec une souris standard ou sans fil pour déclencher la saisie manuelle à distance des données Portabilité et manipulation Grâce aux dimensions réduites du laser XL-80 et du compensateur XC-80, le système complet (sauf le trépied) peut désormais être rangé dans une valise à roulette véritablement portable. Dans sa valise, un système linéaire complet pèse environ 12 kg. Même avec l option d optique angulaire, les accessoires et un kit Ballbar QC10 Renishaw (voir p. 10), il pèse à peine plus de 16 kg; C est donc un système de «vérification/correction» hautement portable sans égal sur le marché. Valises du système de base (à gauche) et du système complet (à droite) La valise du système de base contient le système linéaire et angulaire complet. 8 La valise à roulette du système et la housse du trépied sont véritablement portables.

Confiance totale Renishaw se distingue par la qualité de son étude, de sa fabrication et de son assistance technique. Un aspect vital, que vous mesuriez en micro-pouces ou en nanomètres Étude Chez Renishaw, les opérations d étude et de fabrication des lasers sont homologuées suivant la norme ISO 9001:2000 et soumises à des audits réguliers par des organismes externes. Les produits sont mis au point conformément à des procédures et directives internes rigoureuses mettant en jeu des contrôles et examens à chaque étape. L étude du système s est inspirée des nombreux commentaires d utilisateurs de produits laser (et autres), l objectif étant d éliminer les limites actuelles du système et d intégrer les exigences qu il faudra envisager à l avenir. Le XL-80 est conçu pour autoriser des mises à jour et des développements répondant à l évolution des besoins des utilisateurs. Les performances des systèmes laser Renishaw ont fait l objet de contrôles indépendants par le National Physical Laboratory (NPL) au Royaume-Uni et par le Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) en Allemagne. Fabrication Grâce à son envergure, Renishaw peut produire presque tous ses composants et assemblages dans ses propres établissements. L entreprise dispose d un grand atelier machines-outils moderne ainsi que des services de finition de surface et de conception logicielle. La société a même une installation complète pour étudier, fabriquer et tester les circuits imprimés. Cette fabrication interne, accompagnée du travail d étude, permet à Renishaw de comprendre et de gérer l intégralité du processus d étude et de fabrication, contrairement aux fournisseurs qui sous-traitent ces activités. 9

Laser portable de mesure et d étalonnage Confiance totale Essais et certification Tous les systèmes XL-80 et XC-80 (capteurs y compris) sont livrés avec des certificats complets d étalonnage stipulant les données d essai (en tableaux et graphiques) ainsi que des détails complets sur les normes d étalonnage utilisées et sur l homologation aux normes internationales. Une certification séparée du laser et des capteurs permet d interchanger les composants tout en maintenant une précision homologuée. Assistance Les technico-commerciaux de Renishaw sont renommés pour leur assistance que ce soit avant ou après la vente. Nous avons conscience du fait que, pour vous et votre entreprise, l achat d un système laser est un investissement majeur. Contactez-nous si vous avez des questions. Nous n avons rien à cacher et souhaitons vivement que vous fassiez le bon choix pour trouver une solution pour votre application. Pour garantir des performances constantes, Renishaw dispose d un service interne complet d étalonnage des composants et des systèmes. Un étalonnage par des organismes externes est également proposé par l intermédiaire de divers laboratoires nationaux de normalisation tels que NPL, PTB, LNE et NIM (Chine). Votre garantie Forte de ces années d expérience et de sa capacité de fabrication interne, Renishaw s estime à la hauteur pour proposer d office une garantie système de 3 ans. Une prolongation à 5 ans est disponible moyennant un supplément modique. Contactez-nous à ce sujet. Ballbar et Laser une collaboration optimale Le système Ballbar QC10 Renishaw est reconnu dans le monde entier comme la solution idéale pour le contrôle rapide des machines-outils et il convient parfaitement entre les étalonnages laser planifiés. Calibration par laser des performances et compensation des erreurs Normalisation de l essai avec un essai Ballbar Partant de là, les deux valises de système XL peuvent recevoir un plateau en option pour un logement sûr de tous les composants du kit QC10 standard. On obtient ainsi un système de «vérification/correction» 10 Réparation machine et recalibration par laser Localisation des éventuelles zones de problème avec une analyse de diagnostic Contrôles Ballbar périodiques portable sans rival sur le marché.

Système laser XL-80 : Caractéristiques principales Tête laser XL-80 Dimensions (Poids) Alimentation Fonctionnalités de mesure Sortie laser 214 mm 120 mm 70 mm (1,85 kg) Externe, 90 à 264 V. C.A., détection automatique Linéaire, angulaire (+ rotatif), planéité, rectitude, perpendicularité Compensateur d environnement XC-80 Dimensions (Poids) 135 mm x 58 mm 52 mm (490 g) Alimentation Capteurs internes Capteurs internes Interface Alimenté par le PC via le port USB Pression atmosphérique Humidité relative 1 température d air 1 à 3 température matériau Communication USB intégrée sans interface séparée Interface TPin (Signal de déclenchement) Sortie de signal en quadrature Sortie de tension analogique Diode de puissance du signal Communication USB intégrée sans interface séparée Oui Oui (option usine) Oui Oui Le laser XL est fourni sous la forme d un kit comprenant : Unité laser XL (avec obturateur standard) Cordon USB Bloc d alimentation et cordons Connecteur E/S aux. Manuel système (sur CD-ROM) Performances système Plage de mesure linéaire Précision de mesure linéaire Précision fréquence laser Résolution Vitesse maximale de déplacement Cadence de saisie dynamique Temps de préchauffage Plage de précision spécifiée Capteurs d environnement 80 mètres ± 0,5 ppm ± 0,05 ppm 1 nm 4 m/s* 10 Hz à 50 khz** < 6 minutes 0 C à 40 C Plage Précision Température matériau 0 C à 55 C ± 0,1 C Température de l air 0 C à 40 C ± 0,2 C Pression atmosphérique 650 mbar à 1150 mbar Humidité relative (%) 0% à 95% sans condensation ± 1 mbar ± 6% d humidité relative * 1,6 m/s (quadrature 80 nm), 0,2 m/s (quadrature 10 nm) ** 20 MHz en mode quadrature Le compensateur XC est fourni sous la forme d un kit comprenant : Unité de Compensation XC Kit capteur température d air Kit capteur température matériau Cordon USB Manuel système (sur CD-ROM) Valises système et trépied Dimensions boîtier (L x H x P) Valise 1 (système de base) 560 mm 351 mm 229 mm Plateau pour kit Ballbar* Oui Oui Valise 2 (système complet) 560 mm 455 mm 265 mm Poids système** 12 kg à 17 kg 16 kg à 25 kg Dimensions trépied plié (Poids) Plage de hauteur opérationnelle (jsq sortie faisceau laser) Housse de trépied Dimensions housse Base de trépied universel Ø160 mm 640 mm (3,9 kg) Min: 540 mm Max: 1560 mm (colonne montée) Sac en nylon armé*** 670 mm 170 mm 170 mm * Option plateau de couvercle pour un kit Ballbar QC10 standard ** Le poids du système dans sa valise dépend des options spécifiées. Les poids les plus faibles sont donnés pour : Valise 1 : Système XL et XC linéaire Valise 2 : Système XL et XC linéaire, angulaire et rectitude *** Conteneur rigide pour trépied disponible en option Autres Garantie Certification Système qualité 3 ans (avec option pour 5 ans) XL, XC et capteurs de température d air et de matériau. Certificats conformes aux exigences ISO 17025. ISO 9001, certifié par BVQI 11

Laser portable de mesure et d étalonnage Optique de mesure Le système XL-80 utilise la même gamme d optiques que le système ML10 de Renishaw pour des mesures linéaires, angulaires (axes rotatifs y compris), de rectitude, de perpendicularité et de planéité. Toutes les mesures étant interférométriques, elles sont basées sur la longueur standard internationale homologuée de la lumière laser. Accessoires optiques Optique d alignement de faisceau LS350 Cette optique brevetée effectue des réglages angulaires simplifiés dans chaque plan horizontal et vertical, ce qui permet une opération d alignement laser en une seule étape. L optique d alignement LS350 accélère les mesures linaires, angulaires et de rectitude, que ce soit dans l axe ou à 90. Cette optique est aussi compatible avec le kit combiné linéaire / angulaire et les miroirs de renvoi fixe et tournant. Grâce aux vis fournies, l optique d alignement LS350 se fixe très simplement aux optiques de mesure. Caractéristiques Métrique Anglo-saxon Plage d angle d alignement ± 35 mm/m ± 2 Plage axiale 0 à 10 m 0 à 33 pieds D autres systèmes qui emploient des cibles électroniques pour mesurer les erreurs de tangage, de lacet et de rectitude, compromettent souvent la précision et la stabilité des mesures. Miroir pivotant Ce miroir peut s utiliser comme accessoire d alignement pour les mesures de diagonale ANSI B5.54. Il est également pratique pour mesurer les tours à banc incliné. Grâce aux vis fournies, le miroir se fixe très simplement aux optiques de mesure. Le kit RX10 est disponible pour les mesures d axe rotatif. Lorsqu il est utilisé avec le système XL-80 et une optique angulaire, cet indexeur haute précision réalise un étalonnage 100% automatique des axes avec une précision de 1 seconde d arc. Miroir de renvoi fixe Ce miroir réfléchit le faisceau laser à 90. Comme pour le miroir pivotant, il se fixe aux optiques de mesure pour faciliter l installation optique et sert surtout lorsque l accès à l axe de mesure requis est restreint. Spécifications de mesure Linéaire Caractéristiques Métrique Anglo-saxon Plage de mesure linéaire 0 à 80 m 0 à 3200 po Précision de mesure (avec compensateur XC-80) ± 0,5 ppm (parties par million) Résolution 0,001 µm 0,1 µpo Pour des mesures sur plus de 40 m, le kit d accessoire linéaire «longue portée» est conseillé. Les spécifications de performance pour les modes de mesure linéaire (ci-dessus) et autres (ci-dessous) sont stipulées avec un niveau de confiance de 95% (k = 2), et elles sont valables sur la plage complète des conditions ambiantes d exploitation. 12

Angulaire Caractéristiques Métrique Anglo-saxon Plage axiale 0 15 m 0 590 po Plage de mesure angulaire ± 175 mm/m ± 10 Précision angulaire ± 0,2%* ± 0,5 ± 0,1 M µm/m ± 0,2%* ± 0,1 ± 0,007 F sec d arc Résolution 0,1 µm/m 0,01 sec d arc Où M = distance de mesure en mètres ; F = distance de mesure en pieds ; % = pourcentage d angle calculé * Avec optique angulaire haute précision (± 0,6 % avec l optique standard) Rotatif Planéité Caractéristiques Métrique Anglo-saxon Plage angulaire Précision d indexation (standard) Illimitée ± 5 µm/m ± 1 sec d arc Répétabilité 1 µm/m 0,2 sec d arc Montage Axe de rotation Commande Vitesse maximale de l indexeur Faces supérieures ou inférieures pour l emplacement de la table ou de la broche Vertical ou horizontal Automatique via RS232 vers PC 30 tr/min quand le pas de mesure est inférieure à 10 2 tr/min quand le pas de mesure est supérieure à 10 Caractéristiques Métrique Anglo-saxon Plage axiale 0 à 15 m 0 à 590 po Plage de mesure de planéité ± 1,5 mm ± 0,06 po Précision ± 0,6% ± 0,02 M 2 µm ± 0,6% ± 0,08 F 2 µpo Résolution 0,01 µm 1 µpo Espacement des pieds 50, 100 et 150 mm 2, 4 et 6 po (environ) Où M = longueur de diagonale en mètres ; F = longueur de diagonale en pieds ; % = pourcentage de planéité calculée Rectitude Perpendicularité Caractéristiques Métrique Anglo-saxon Plage axiale (courte portée) (longue portée) Plage de mesure de rectitude Précision (courte portée) (longue portée) Résolution (courte portée) (longue portée) Caractéristiques Métrique Anglo-saxon Plage ± 3/M mm/m ± 2000/F sec d arc Précision (courte portée) (longue portée) 0,1 à 4,0 m 1 à 30 m 40 à 1200 po ± 2,5 mm ± 0,1 po ± 0,5% ± 0.5 ± 0,15 M 2 µm ± 2,5% ± 5 ± 0,015 M 2 µm 0,01 µm 0,1 µm Où M = distance de mesure en mètres ; F = distance de mesure en pieds ; % = pourcentage de valeur affichée sous réserve des conditions ambiantes ± 0,5% ± 2,5 ± 0,8 M µm/m ± 2,5% ± 2,5 ± 0,08 M µm/m 4 à 160 po ± 0,5% ± 20 ± 0,5 F 2 µpo 2,5% ± 200 ± 0,05 F 2 µpo 1 µpo 10 µpo ± 0,5% ± 0,5 ± 0,05 F sec d arc ± 2,5% ± 0,5 ± 0,005 F sec d arc Résolution 0,01 µm/m 0,01 sec d arc Où M = distance de mesure en mètres de l axe le plus long ; F = distance de mesure en pieds ; % = pourcentage de valeur affichée 13

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