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雷尼绍雷尼绍激光干涉仪垂直度测量 (2)

雷尼绍雷尼绍激光干涉仪垂直度测量 (2)
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激光干涉仪操作规程

激光干涉仪操作规程 一、操作步骤 1.系统的相互连接 ·将PC10计算机系统与ML10 激光干涉仪用通讯电缆连接。 ·如果需要,将PC10计算机系统与EC10 环境补偿单元用通讯电缆连接。 ·将PC10、ML10、EC10分别接上电源线,再接到电源插板上。·通过稳压电源,将总电源线接到220V接地电源上。 2.激光的预热 闭合激光干涉仪开关,使激光预热大约15~20分钟,等激光指示灯出现绿色后,表明激光已稳定。 3.测量软件的启动 打开计算机,在“C”提示符下依次键入: ·CD/RENISHAW (RETURN) ·RCS (RETURN) ·a (RETURN) ·b (RETURN) 完成以上步骤后,测量软件已被启动。 4.光学镜的安装 ·将反射镜用夹紧块、安装杆、磁性表座固定在机床运动部件上。

·将反射镜和分光镜组合组成干涉镜;将干涉镜用夹紧块、安装杆、磁性表座固定在机床不可运动部件或其它固定部件上。 5.激光调整 ·调整激光,使其与测量方向一致。调整时,首先用粗光束调,然后用细光束调,保证信号强度达到测量精度要求并恒定(由计算机上信号强度指示确定)。 ·调整透射光线和折射光线重合。 6.目标值设定 根据测量要求,设定目标值,目标值的设定应尽可能的覆盖整个行程范围。 7.数据采集 ·按目标值设定要求编制数控测量程序,在每个测量点必须有足够的延时设定(由机床操作人员完成)。 ·设定数据采集参数,主要包括;线性/圆周、测量次数、单向/双向、测量信息等。 ·按“ALI+D”进行数据采集。 ·数据采集完后,按“ESC”终止采集过程。 8.数据分析 选择“数据分析”菜单,按相关标准要求进行数据分析,分别给出双向定位精度、重复性、反向偏差等精度指标。

激光干涉仪报告讲解

机械工程综合实 践 实验报告 课程名称机械工程综合实践 专业精密工程 指导教师彭小强 小组成员刘强14033006 谌贵阳 吴志明 实验日期2012.4.2—2011.6.25 国防科学技术大学机电工程与自动化学院

目录 1激光干涉仪 1.1激光干涉仪介绍 1.2激光干涉仪原理 2 激光干涉仪测量机床的直线度 2.1实验器材以及平台的搭建 2.2激光干涉仪的调试 2.3直线度的测量 3 激光干涉仪测量机床的重复定位精度3.1实验器材以及平台的搭建 3.2激光干涉仪的调试 3.3重复定位精度的测量 4 实验分析与总结

目录 一、实验目的与任务 (2) 二、实验内容与要求 (2) 三、实验条件与设备 (2) 四.实验原理 (3) 1.定位精度测量 (3) 2.直线度测量 (4) 五、实验步骤 (5) 1.设定激光测量系统 (5) 2.调整激光光束,使之与机器运动轴准直。 (5) 3.数据记录与数据处理 (6) 六、实验过程和结果 (8) 1.X轴定位精度 (8) 2.X轴直线度 (9) 3.误差分析 (11) 七、实验总结与体会 (14) 1.实验总结 (14) 2.实验心得体会 (14) 3.对课程的一些建议 (14)

综合实践3 伺服系统运动精度建模与评价 一、实验目的与任务 通过对三轴机床的X轴进行定位误差实验,使学生掌握一般机构空间运动精度的测量与分析评价方法。主要内容包括了解双频激光干涉仪测量位移的基本原理,掌握利用双频激光干涉仪测量机床进给轴的定位误差的方法,深刻理解轴运动的精度的概念。在对机床进给轴运动定位误差测量的基础上,分析机床的运动误差。 二、实验内容与要求 (1)直线轴运动误差测量。利用双频激光干涉仪建立直线轴定位精度、直线度、姿态误差的测量系统,并对机床典型三维进给机构各轴的运动误差进行测量,分析测量结果的不确定度; (2)垂直度测量。任选进给机构两轴,利用双频激光干涉仪建立两轴垂直度的测量系统,并对垂直度进行测量,并对测量结果进行评价; (3)典型三维进给机构的精度建模。在分析多轴进给机构拓扑结构的基础上,用多体系统理论和变分法建立多轴进给机构运动空间各点的运动误差传递模型; (4)典型三维进给机构的精度分析与评价。在测量得到的进给机构轴运动误差的基础上,利用所建立的精度模型,对机构的典型运动轨迹如直线、圆弧、平面等的运动误差进行分析,并对分析结果的不确定度进行评价。 三、实验条件与设备 双频激光干涉仪,含直线度、定位精度测量组件。具体如图1所示。 (图1 定位精度测量组件直线度测量组件)

激光干涉仪功能与应用

SJ6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、测量范围大、分辨力高等优点。通过与不同的光学组件结合,可以实现对线性、角度、平面度、直线度(平行度)、垂直度、回转轴等参数的精密测量,并能对设备进行速度、加速度、频率-振幅、时间-位移等动态性能分析。 在相关软件的配合下,可自动生成误差补偿方案,为设备误差修正提供依据。

1.静态测量 SJ6000激光干涉仪的系统具有模块化结构,可根据具体测量需求选择不同组件。SJ6000基本线性测量配置: 图1-基本线性配置 SJ6000全套镜组:

图2-SJ6000全套镜组 镜组附件: 图3-SJ6000 镜组附件 镜组安装配件: 图4-SJ6000 镜组安装配件

1.1. 线性测量 1.1.1. 线性测量构建 要进行线性测量,需使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上,组装成“线性干涉镜”。线性干涉镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上,用它的反射光线形成激光光束的参考光路,另一束光入射到线性反射镜,通过线性反射镜的线性位移来实现线性测量。如下图所示。 图5-线性测量构建图 图6-水平轴线性测量样图图7-垂直轴线性测量样图 1.1. 2. 线性测量的应用 1.1. 2.1. 线性轴测量与分析 激光干涉仪可用于精密机床、三坐标的定位精度、重复定位精度、微量位移精度的测量。测量时在工作部件运动过程中自动采集并及时处理数据。

图8-激光干涉仪应用于机密机床校准 图9-激光干涉仪应用于三坐标机校准 SJ6000软件内置10项常用机床检验标准,自动采集完数据后根据所选标准自动计算出所需误差数据,可生成误差补偿表,为机床、三坐标的误差修正提供依据。

激光干涉仪使用方法

用激光干涉仪系统进行精确的线性测量 — 最佳操作及实践经验 1 简介 本文描述的最佳操作步骤及实践经验主要针对使用激光干涉仪校准机床如车床、铣床以及坐标测量机的线性精度。但是,文中描述的一般原则适用于所有情况。与激光测量方法相关的其它项目,如角度、平面度、直线度和平行度测量不包括在内,用于实现0.1微米即 0.1 ppm以下的短距离精度测量的特殊方法(如真空操作)也不包括在内。 微米是极小的距离测量单位。(1微米比一根头发的1/25还细。由于太细,所以肉眼无法看到,接近于传统光学显微镜的极限值)。可实现微米级及更高分辨率的数显表的广泛使用,为用户提供了令人满意的测量精度。尽管测量值在小数点后有很多位数,但并不表明都很精确。(在许多情况下精度比显示的分辨率低10-100倍)。实现1微米的测量分辨率很容易,但要得到1微米的测量精度需要特别注意一些细节。本文描述了可用于提高激光干涉仪测量精度的方法。 2 光学镜组的位置 光学镜的安放应保证其间距变化能够精确地反映待校准机器部件的线性运动,并且不受其它误差的影响。方法如下: 2.1 使Abbe(阿贝)偏置误差降至最低 激光测量光束应当与需要校准的准线重合(或尽量靠近)。例如,要校准车床Z轴的线性定位精度,应当对测量激光光束进行准直,使之靠近主轴中心线。(这样可以极大降低机床俯仰 (pitch) 或扭摆 (yaw) 误差对线性精度校准数据的影响。 2.2 将光学镜组固定牢靠 要尽量减小振动影响并提高测量稳定性,光学镜组应牢牢固定所需的测量点上。安装支柱应尽可能短,所有其它紧固件的横截面都应尽量牢固。磁力表座应直接夹到机床铸件上。 避免将其夹到横截面较薄的机器防护罩或外盖上。确保紧固件表面平坦并没有油污和灰尘。 2.3 将光学镜组直接固定在相关的点上 材料膨胀补偿通常只应用在与测量激光距离等长的材料路径长度上。如果测量回路还包括附加的结构,该―材料死程‖的任何热膨胀或收缩或因承载而发生的偏斜都将导致测量误差。为尽量减少此类误差,最好将光学镜组直接固定到所需的测量点上。在机床校准中,一个光学镜通常固定在工件夹具上,而另一个光学镜组则固定在刀具夹具上。激光测量将会精确地反映刀具和工件之间发生的误差。即使机器防护系统和机器盖导致难于接近,也一定要尽量将干涉镜和角锥反射镜都固定到机器上。不要将一个光学镜安装在机器内部而另一个安装在外部如支在机器外地面的三脚架上,因为整台机器在地基上的移动可能导致校准无效。然而,是否拆下导轨防护罩时需仔细考虑,因为这可能改变机器性能。

激光干涉仪软硬件介绍讲解

激光干涉仪软硬件介绍 本次试验我们使用的仪器为:Renishaw 激光器测量系统。 这个系统由“软件”与“硬件”两个部分组成,所以我们认识他,就是搞清楚各是什么硬件和软件。 看到这个章节时,可定有人会问还有什么硬软件之分的吗?答案是肯定的! 先问大家一个问题:只有躯体的人就是一个正常的人吗?答案是否定的! 一个正常的人不但须要一个实实在在的躯体,还需要由看不见的意识性的东西——思想的存在! 3.1 激光干涉仪是由什么硬件组成 3.1.1 什么是硬件? 硬件:硬件就是我们看到的一堆由金属、塑料等材料堆成的被称之为“Renishaw 激光干涉仪”的东西(事实上,它是由一些机壳和电路板等物构成)。因为是一些看得见、摸得着的东西,又因为都是“硬”的,所以被人们形象地称为“硬件”。 3.1.2具体硬件名称以及各自的用途是什么? 一、本次使用激光检测仪主要检测螺距误差,因此我们主要使用到以下的仪器: (1)ML10 激光器 Renishaw ML10 Gold Standard 激光器

以上四个图案为激光罩在不同的状态下的作用 A)无光束射出 B)缩小横截面光束及目标 C)最答光束及目标 D)标准测量位置射出最大光来的横截面以及反射光束的探测器孔Renishaw ML10 Gold Standard 激光器:

ML10 是一种单频 HeNe 激光器,内含对输出激光束稳频的电子线路及对由测量光学镜产生的干涉条纹进行细分和计数处理。 其主要作用简单概括为:发射红外线以及返收红外线供特定的软件做分析,记录相关的数据。 (2)三脚架

三脚架及云台可用来安装 ML10 激光器,将 ML10 激光器设置在不同的高度,并充分控制 ML10 激光束的准直。对于大多数机床校准设置,建议将 ML10 激光器安装在三脚架和云台上。 三脚架、安装云台和 ML10 激光器三合一体,可为 ML10 光束准直提供下列调整:高度调整 水平平移调整 角度偏转偏转调整 角度俯仰调整 其中高度调整是由图9上显示的高度曲柄控制的,水平平移是由图2上显示的平移控制旋钮控制,角度偏转偏移是由图2上显示的旋转微调旋钮控制。图2后的两个示意图为水平平移和角度偏移的使用方法。 (3)EC10 环境补偿装置

平面度的测量分解

平面度测量 工作单位:广东技术师范学院机电学院机械精度检测实验室作者:刘涵章关键词:平面度平面度误差三远点法三角形准则对角线准则对角线法 目录 一、什么是平面度 二、平面度误差值的各种评定方法 三、误差值评定的步骤: 四、实验教学中的实验仪器和实验步骤: 五、平面度误差值的各种评定方法应用举例 六、总结

一、什么是平面度 首先谈一谈什么是平面度,平面度就是实际平面相对理想平面的变动量。换句话说,就是被测平面具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。也可以说成是平整程度。 平面度公差是实际表面对平面所允许的最大变动量。也就是用以限制实际表面加工误差所允许的变动范围。这个变动范围可以在图样上给出。(可以插入一个图) 二、平面度误差值的各种评定方法 1. 最小区域判别准则: 由两个平行平面包容实际被测平面S时,S上至少有四个极点分别与这两个平行平面接触,且满足下列条件之一:(1)至少有三个高(低)极点与一个平面接触,有一个低(高)极点与另一个平面接触,并且这一个极点的投影落在上述三个极点连成的三角形内(三角形准则);(2)至少有两个高极点和两个低级点分别与这两个平行平面接触,并且高极点连线和低极点连线在空间呈交叉状态(交叉准则);这两个平行平面之间的区域即为最小区域,该区域的宽度即为符合定义的平面度误差值。就是最高点与最低点的差值。如下图所示: 2.三远点平面法和对角线平面法: 平面度误差值还可以用对角线平面法和三远点法评定。对角线平面法是指以通过实际被测平面一条对角线(两个角点的连线)且平行另一条对角线(其余两个角点的连线)的平面作为评定基准,取各测点相对于它的偏离值中最大偏离值(正值或零)与最小偏离值(零或负值)之差作为平面误差值。 三远点平面法是指以通过被测平面上相距最远的三个点构成的平面作为评定基准,取各测点相对于它的偏离值中最大偏离值(正值或零)与最小偏离值(零或负值)之值差作为平面度误差值。应当指出,由于从实际被测平面上选取相距最远的三个点有多种可能,因此按三远点平面法评定的平面度误差值不是唯一的,有时候差别颇大。 评定过程就是根据上述判别准则去寻找符合最小条件的理想平面位置的过程。可有多种数据处理方法,其中旋转法为最基本的方法。此法适用于前述各种测量方法获得的统一坐标值的数据处理。 三、误差值评定的步骤:

大影响激光干涉仪测量精度的因素

大影响激光干涉仪测量 精度的因素精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

6大激光干涉仪影响因素,提高数控机床检测准确度全靠它了! 激光干涉仪是精度最高的线性位移测量仪器,其光波可以直接对米进行定义,可溯源至国家标准,通过与不同的光学组件结合,可以实现对各类机床的线性、角度、平面度、直线度(平行度)、垂直度、回转轴等参数的精密测量,并能对设备进行速度、加速度、频率-振幅、时间-位移等动态性能分析,在相关软件的配合下,可自动生成误差补偿方案,为设备误差修正提供依据。 但是我们在使用中往往会出现检测偏离值,偏离我们的预估,以至于在高精度检测时,对设备产生怀疑。今天我们来扒一扒引起激光干涉仪测量误差的部分原因。 因测量光学镜组的安装高度不在被测设备的运动轴上引起的测量误差称之为阿贝误差。产生的原因是设备移动时存在俯仰、扭摆差,因此光学镜组与运动轴偏置距离越远,引起的阿贝误差越大。 角度、偏置距离引起的误差表(单位:um)

上表可得:角度1″在500mm偏置距离下引起的误差大约是。 来个实际案例:以检测机床时不同安装高度为具体说明。 线性镜组安装距工作台10cm: 线性镜组安装距工作台30cm 线性镜组安装距工作台50cm 实验结果:按GB/《机床检验通则》2000版分析标准得出结果,镜组安装高度偏离设备运动轴线越远,检测结果中重复精度以及定位精度就越差。

正确方式:设备校准时线性镜组的安装高度应该尽量靠近被测轴,使激光光束与运动轴重合(或尽量靠近),减小阿贝误差。 扩展:SJ6000激光干涉仪用户在进行两台同类设备定位精度的对比时,应该进行同轴比对,即共用线性镜组,这样才具有可比性。 环境补偿单元能准确采集空气温度、压力、相对湿度信息,基于Edlen公式计算空气折射率,以此对激光波长进行补偿。 1000mm示值因环境温度、压力、空气湿度各自变化引起的示值变化量(单位:um)

激光干涉仪使用技巧讲解

厨 f静堂鸯溅斌技术)2007亭第弘誊第{O麓 激光干涉仪使用技巧 Precise G口洫to Vsine a Laser Interferometer 魏纯 (广州市计最检测技术研究院,广东广州510030) 瓣萎:本文讨论了激光予涉仪在使用巾的准直等技礴,用户在实际使用中增加葺芒件以及维护巾邋蓟的同舔。燕键词:激光平涉仪;准直 l引言高性能激光干涉仪具有快速、高准确测量的优点,是校准数字机床、坐标测量机及其它定位装置精度及线性指标最常用的标准仪器,弦者所在单位使用的是英国RENISHAW公闭生产的MLl0激光干涉仪,具有性能稳定,使罱方便等特点。 通过较长时闯使用,作者认为测量人员除了要考虑环境、温度、原理等影响测量的常规因素外,掌握一些激光干涉仪的使用技巧会使测量互作事半功倍。 2原理介绍

MLl0激光干涉仪是根据光学千涉基本原理设计磊成酌。从MLl0激光器射出的激光束有单一频率,其标称波长隽0.633pLIn,且其长期波长稳定健(真空状态)要高于0.1ppm。当此光束抵达偏振分光镜时,会被分为两道光束一一道反射光糯一道透射光。这两道光射向其反光镜,然后透过分光镜反射圈去,在激光头内的探测器形成一道干涉光束。若光程差没有任俺变讫,探测器会在樵长性秘楣潢性于涉的两极找到稳定的信号。若光程差确实有变化,探测器会在 每一次光程改变时,在相长性和相消性干涉的弼极找 到变动的信号。这些变化(援格)会被计算并用来测量两个光程闻的差异变化。测量的光程就是栅格数乘以光束大约一半的波长。 值褥注意的是,激光束的波长取决于所通过敖空气折射率。由于空气折射率会随着温度、压力和相对湿度而变化,用来计算测蹩值的波长值可能需要加以李}偿,以配合这魍环境参数豹改变。实际上就测量准确度而言,此类补偿在进行线性位移(定位精度)测量,特别是量程较大时,非常重要。3激光干涉仪使用技巧 3.1 Z轴激光光路快速准直方法 用激光干涉仪进行线性测量时,无论是数字机 床、还是坐标测燮枫,z轴测量酵激光光路的礁童榻对X、Y轴准直来说,要困难的多。尤其是在z轴距离较长的情况下,要保证激光光束经反射镜反射后回到激 先探测器的强度满足测量对对光强的要求,准妻激光光路往往需要很长时间。 根据作者长期使用的经验,按照“离处动尾部,低处动整体”的调整方法,将会大大缩短漆直时闻。(“尾部”是指MLl0激光器电源接口边上的倾斜度调蹩旋钮和三兔架云台上的旋转微调控制旋锂,“整体”是指三

激光干涉仪检测方法

FANUC、OKUMA机床的激光干涉仪检测方法 一、光的相干性 二、激光干涉法测距原理 三、FANUC螺补参数的设定 四、关于FANUC系统正负方向补偿号的计算方法 五、FANUC的检测用程式 六、OKUMA螺补参数的设定 七、OKUMA检测程式 八、检测值输入的方法

一、光的相干性 相長性干涉 當兩個波長相同的光束波形同步射出時,其波峰位置會如下圖 2 一般重合,固稱為“相長性干涉”。在相長性干涉的情況下,輸出波的振幅等於兩個輸入波的振幅之和。 ?相消性干涉 當兩個相干光束波形以180°的相位差異步射出時,一個輸入光束的波峰位置會如下圖3 一般與另一個輸入光束的波谷重合,固稱為“相消性干涉”。在相消性干涉的情況下,兩個輸入波會互相抵消而產生暗淡的光

二、激光干涉法测距原理 图片: 根据光的干涉原理,两列具有固定相位差,而且有相同频率、相同的振动方向或振动方向之间夹角很小的光相互交叠,将会产生干涉现象,如图所示。由激光器发射的激光经分光镜A分成反射光束S1和透射光束S2。两光束分别由固定反射镜M1和可动反射镜M2反射回来,两者在分光镜处汇合成相干光束。若两列光S1和S2的路程差为Nλ(λ为波长,N为零或正整数),实际合成光的振幅是两个分振幅之和,光强最大。当S1和S2的路程差为λ/2(或半波长的奇数倍)时,合成光的振幅和为零,此时光强最小。 激光干涉仪就是利用这一原理使激光束产生明暗相间的干涉条纹,由光电转换元件接收并转换为电信号,经处理后由计数器计数,从而实现对位移量的检测。由于激光的波长极短,特别是激光的单色性好,其波长值很准确。所以利用干涉法测距的分辨率至少为λ/2,

激光干涉仪原理及应用详解

激光干涉仪概述 SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术,实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术,实现快速(5~10分钟)、高精度(0.05ppm)、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出,采用不同的光学镜组可以测量出线性、角度、直线度、平面度和垂直度等几何量,并且可以进行动态分析。

SJ6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范围大等优点。通过与不同的光学组件结合,可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。在相关软件的配合下,还可以对数控机床进行动态性能检测,可以进行机床振动测试与分析,滚珠丝杆的动态特性分析,驱动系统的响应特性分析,导轨的动态特性分析等,具有极高的精度和效率,

为机床误差修正提供依据。 激光干涉仪性能特点 1.测量精度高、速度快,稳定性好 ①使用美国高性能氦氖激光器,结合伺服稳频控制系统,达到高精度稳频(0.05ppm) ②以光波长(633nm)为测量单位,分辨率可达nm级 ③使用高速光电信号采样和处理技术,测量速度可达到4m/s。 ④配合有环境补偿单元,在环境变化的情况下,也可以得到较高的测量精度 ⑤分离式干涉镜设计,避免了测量镜组由于主机发热而引起的镜组形变 2.应用范围广 ①可以实现线性、角度、直线度、垂直度、平面度等几何量的检测 ②结合我们的软件系统,可以用于速度,加速度,振动分析以及稳定度等分析 ③可实时监控精密加工机床等机器的动态数据,进行动态特性分析 3.软件界面友好 ①使用当前热门的软件界面开发工具,软件界面人性化,操作简单。 ②将静态测量和动态测量两种功能合并到一个软件中,更方便用户切换测量类型。

激光干涉仪讲解

第一章、前言 一、本次我们主要研究:如何检测机床的螺距误差。因此我们主要的任务在于: 1. 应该使用什么仪器进行测量 2. 怎么使用测量仪器 3. 怎么进行数据分析 4. 怎么将测量所得的数据输入对应的数控系统 二、根据第一点的要求,我们选择的仪器为:Renishaw 激光器测量系统,此仪器检测的范围包括: 1. 线性测量 2. 角度测量 3. 平面度测量 4. 直线度测量 5. 垂直度测量 6. 平行度测量 线性测量:是激光器最常见的一种测量。激光器系统会比较轴位置数显上的读数位置与激光器系统测量的实际位置,以测量线性定位精度及重复性。 三、根据第二点的解释,线性测量正符合我们检测螺距误差的要求。因此,我们此次使用的检测方法——线性测量。 总结以上我们的核心在于:如何操作Renishaw 激光器测量系统结合线性测量的方法进行检测,之后将检测得到的数据进行分析,最后将分析得到的数据存放到数控系统中。这样做的目的在于——提高机床的精度。 - 1 - 第二章、 2.1 什么是螺距误差? 基础知识 开环和半闭环数控机床的定位精度主要取决于高精度的滚珠丝杠。但丝杠总有一定螺距误差,因此在加工过程中会造成零件的外形轮廓偏差。

由上面的原因可以得知: 螺距误差是指由螺距累积误差引起的常值系统性定位误差。 2.2 为什么要检测螺距误差? 根据2.1节,检测螺距误差是为了减少加工过程中造成零件的外形轮廓偏差,即提高机床的精度。 2.3 怎么检测螺距误差? (1)安装高精度位移检测装置。 (2)编制简单的程序,在整个行程中顺序定位于一些位置点上。所选点的数目及距离则受数控系统的限制。 (3)记录运动到这些点的实际精确位置。 (4)将各点处的误差标出,形成不同指令位置处的误差表。(5)多次测量,取平均值。 (6)将该表输入数控系统,数控系统将按此表进行补偿。 2.4 什么是增量型误差、绝对型误差? ①增量型误差 增量型误差是指:以被补偿轴上相邻两个补偿点间的误差差值为依据来进行补偿②绝对型误差 绝对型是误差是指:以被补偿轴上各个补偿点的绝对误差值为依据来进行补偿2.5 螺距误差补偿的原理是什么? 螺距误差补偿的基本原理就是将数控机床某轴上的指令位置与高精度位置测量系统所测得的实际位置相比较,计算出在数控加工全行程上的误差分布曲线,再将

雷尼绍XL80激光干涉仪操作手册

镭射干涉仪操作手册

手册内容 一.RENISHAW 公司简介 1 二.镭射干涉仪原理 2 (1)波的速度 3 (2)干涉量测原理 3 (3)镭射干涉仪 4 (4)镭射干涉仪一般量测项目 4 三.注意事项 5 四.镭射干涉仪防止误差及保养 5 (1)镭射干涉仪防止误差 5 (2)镭射干涉仪保养方法 6 五.安全及注意事项 6 六.镭射光原理及特性7 七.镭射硬件介绍8 八.镭射架设流程图15 九.定位量测原理及操作16 (1)线性定位量测原理16 (2)量测方式17 十.镭射易发生之人为架设误差20 (1)死径误差20 (2)余弦误差21 (3)阿倍平移误差21 十一.镭射操作之步骤22 (1)软件安装之步骤22 (2)执行量测软件22 (3)定位量测硬件架设之操作23 (4)镜组架设前之注意事项24 (5)镜组架设之步骤24 十二.定位量测之程序范例29 十三.定位量测之软件操作步骤30 热漂移量测38 快速功能键44 十四.动态软件量测之操作45 (1)动态量测硬件之架设45 (2)执行量测之软件46 (3)位移与时间48 (4)速度与时间49 (5)加速度与时间50 十五.角度量设之操作52 (1)注意事项52 (2)镜组架设的种类53 (3)镜组架测之步骤54 (4)角度量测之软件操作步骤57 十六.RX10旋转轴之量测62 (1)说明62

(2)硬件配件之介绍62 (3)硬件操作之步骤64 (4)软件操作之步骤67 十七.直度量测之操作75 (1)直度之分类75 (2)直度量测之硬件架设75 (3)镜组架设之步骤75 (4)直度软件之操作步骤80 十八.Z轴直度镜组织架设方法85 十九.垂直度量测之操作89 (1)垂直度镜组架设之步骤89 (2)软件操作之步骤95 二十.平面度量测之原理与操作101 (1)硬设备101 (2)操作之原理102 (3)镜组架设之步骤102 (4)软件操作之步骤110

激光干涉仪用途

简介 以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统(见激光测长技术)测量位移的通用长度测量工具。激光干涉仪有单频的和双频的两种。单频的是在20世纪60年代中期出现的,最初用于检定基准线纹尺,后又用于在计量室中精密测长。双频激光干涉仪是1970年出现的,它适宜在车间中使用。激光干涉仪在极接近标准状态(温度为20℃、大气压力为101325帕、相对湿度59%、C O2含量0.03%)下的测量精确度很高,可达1×10?7。 工作原理 一个角锥反射镜紧紧固定在分光镜上,形成固定长度参考光束。另一个角锥反射镜相对于分光镜移动,形成变化长度测量光束。 从激光头射出的激光光束(1)具有单一频率,标称波长为0.633μm,长期波长稳定性(真空中)优于0.05ppm。当此光束到达偏振分光镜时,被分成两束光—反射光束(2)和透射光束(3)。这两束光被传送到各自的角锥反射镜中,然后反射回分光镜中,在嵌于激光头中的探测器中形成干涉光束。 如果两光程差不变化,探测器将在相长干涉和相消干涉的两端之间的某个位置观察到一个稳定的信号。如果两光程差发生变化,每次光路变化时探测器都能观察到相长干涉和相消干涉两端之间的信号变化。这些变化(条纹)被数出来,用于计算两光程差的变化。测量的长度等于条纹数乘以激光波长的一半。 应当注意到,激光波长将取决于光束经过的空气的折射率。由于空气折射率会随着气温、压力和相对湿度的变化而变化,用于计算测量值的波长值可能需要对这些环境参数的变化进行补偿。在实践中,对于技术指标中的测量精度,只有线性位移(定位精度)测量需要进行此类补偿,在这种情况下两束光的光程差变化可能非常大。

产品用途 1.激光干涉仪是检定数控机床、坐标测量机位置精度的理想工具。检定时可按照规定标准处理测量数据并打印出误差曲线,为机床的修正提供可靠依据。 2.激光干涉仪配有各种附件,可测量小角度、平面度、直线度、平行度、垂直度等形位误差,在现场使用尤为方便。 2.1.线性测量 要对线性测量进行设定,使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上。这个组合装置称为“线性干涉镜”,它形成激光光束的参考光路。线性干涉镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上,如下图所示。

激光干涉仪进行角度测量

SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术,实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术,实现快速(约6分钟)、高精度(0.05ppm)、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出,采用不同的光学镜组可以测量出线性、角度、直线度、平面度和垂直度等几何量,并且可以进行动态分析。 SJ6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范围大等优点。通过与不同的光学组件结合,可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。在相关软件的配合下,还可以对数控机床进行动态性能检测,可以进行机床振动测试与分析,滚珠丝杆的动态特性分析,驱动系统的响应特性分析,导轨的动态特性分析等,具有极高的精度和效率,为机床误差修正提供依据。 激光干涉仪角度测量方法

1.1.1. 角度测量构建 与线性测量原理一样,角度测量需要角度干涉镜和角度反射镜,并且角度反射镜和角度干涉镜必须有一个相对旋转。相对旋转后,会导致角度测量的两束光的光程差发生变化,而光程差的变化会被SJ6000激光干涉仪探测器探测出来,由软件将线性位置的变化转换为角度的变化显示出来。 图 16-角度测量原理及测量构建 图 17-1水平轴俯仰角度测量样图图 17-2水平轴偏摆角度测量样图1.1.2. 角度测量的应用 1.1. 2.1. 小角度精密测量 激光干涉仪角度镜能实现±10°以内的角度精密测量。

图 18-小角度测量实例 1.1. 2.2. 准直平台/倾斜工作台的测量 由于角度镜组的不同安装方式,其测量结果代表不同方向的角度值。您可以结合实际需要进行安装、测量。 图 19-水平方向角度测量 图 20-垂直方向角度测量 在垂直方向的角度测量中,角度反射镜记录下导轨在不同位置时的角度值,可由软件分析导轨的直线度信息,实现角度镜组测量直线度功能。

激光干涉仪用途【详细】

激光干涉仪的作用 内容来源网络,由深圳机械展收集整理 更多激光设备,就在深圳机械展 (1)CO2激光干涉仪 CO2激光器是一种非常适合无导轨激光测量的光源,它在10.6μm波段具有丰富的谱线,相邻谱线的波长差分布也比较均匀,构成的“合成波长链”的波长可从10.6μm到25m,因此,CO2激光干涉仪一直是无导轨激光干涉仪的研究重点。从1979年开始,由直流干涉系统到各种形式的光外差系统,CO2激光干涉仪历经多次改进,其中一种典型方案是上世纪九十年代澳大利亚研制的外差干涉仪,它通过激光器的腔长控制,顺序输出6种波长,用声光调制器的零级衍射作为本振光,构成外差系统,测量精度可达4×10-8。 (2)Ne-Xe激光干涉仪 Ne-Xe激光器可以输出3.53μm和3.37μm两个波长,合成波长为84.2μm。从“合成波长链”的角度考虑,波长过短难以保证测量结果的唯一性,为此,系统加入了He-Ne激光器的3.39μm谱线,将“合成波长链”延伸到464μm。Ne-Xe激光干涉仪的最大优点是结构简单,测量精度可达1.8×10-7。 (3)He-Ne激光干涉仪 中国计量科学研究院研制的纵向塞曼He-Ne激光干涉仪,与成都工具研究所开发的双频激光干涉仪不同,其稳频点选在两条激光增益曲线之间,产生一对频差为1080MHz的左、右旋偏振光(这两个偏振光不在同一增益曲线上),合成波长为278mm。利用光栅测量干涉的剩余相位。系统测量长度可达100m,测量精度为±(40+1.5×10-6)。 He-Ne激光器在3.39μm处谱线丰富,但其中3.3922μm谱线的自发辐射系数比其它谱线大很多,抑制了其它谱线的发射。清华大学利用甲烷在3.3922μm附近的一条吸收谱线,抑制了He-Ne激光这条谱线的强度,成功研制出了3.39μm波段双波长激光干涉仪,其“合成波长链”从3.39μm到1m,单波稳定性为1×10-8。 (4)变波长激光干涉仪 变波长激光干涉仪采用两个激光器,利用谐振腔长与输出频率的关系,构成“无级”的波长

激光干涉仪测量步骤

激光干涉仪线性测量步骤 一、做以下准备: (1)将云台所有旋钮(仰俯、摆动、平移)调至中间位置; (2)将三角架支座脚调至中间位置; (3)带5m长接线板; (4)带百分表、磁力表座、直角尺; (5)带两块水平仪,看机床工作台安装水平; (6)电脑提前开机,并打开测量软件; (7)补偿装置带进场之前提前接好; (8)两个人调光路的同时,一个人输入测量程序。 二、光路调整 1. 将激光头置于三角架上,放在机床的右侧。接电源线预热5分钟左右(激光头指示灯,红灯常亮或闪烁 绿灯常亮),预热时将激光头与电脑之间相连的数据线连接上,之后调节三角架的高低,并用水平仪将激光头调水平。 技巧:(1)大调调三角架支架腿,微调调脚架支座脚。 2)目测激光头相对于反光镜的高低,此时调整可用三角架中间升降摇把。 2. 将反射镜固定在工作台左侧。 注:(1)提前综合布局干涉镜、反光镜与激光头的位置,使它们上下左右对齐,并且反射镜尽量靠近干涉镜。反射镜红点朝下安装。 (2)反射镜架设应满足全行程(例如:450mm)要求,并且不能和干涉镜相撞。 (3)将激光头尽可能接近工作台右侧行程限位。 技巧:(1)用直角尺将反射镜磁力表座与工作台T型槽调平行; 2)用百分表将反射镜磁力表座与工作台T型槽拉平行。 3. 调整反光镜和激光头之间的光路。 (1)旋转激光器的光靶,白点朝下,使激光器发出较小的光束; (2)将机床工作台移动到激光器最近处,将一个光靶置于前端,白点朝上;(3)搬动激光头三角架,并调节三角架中间升降摇把,使激光束打到反射镜光靶白点中心; (4)移动机床X轴,使其逐渐远离激光头,观察反射镜光靶白点上的激光束,看其是否偏移出中心位置,一旦偏移出白点,则暂停机床,调整激光头云台上的水平摆动旋钮(左后侧小旋钮),使光束移动到以光靶白点为中心的水平对称位置,再调整激光头云台上的平移旋钮(左前侧大旋钮),使光束移动到光靶白点中轴线位置,然后调整三角架中间升降摇把,使光束移动到光靶白点中心位置。(5)接着移动机床X轴,到最远处,观察反射镜光靶白点上的激光束,若未在中心位置,则按步骤(4)继续调整,若已在中心位置,则执行步骤(6);(6)移动机床X轴,使其逐渐接近激光头,观察反射镜光靶白点上的激光束,若未在中心位置,则按步骤(4)、(5)继续调整,若已在中心位置,则反光镜和激光头之间的光路已调好。(反射镜光靶不摘。) 4. 架设干涉镜(分光镜、反射镜组),吸附在主轴箱箱体右侧。注意分光镜上的光路出射、入射方向,并且使分光镜上红点朝下。 5. 将光靶放至干涉镜进光口,白点朝上。调整干涉镜上下左右位置,使光束打在光靶中心。摘下干涉镜光靶,观察反射光束是否射在激光头光靶白点处,如果

激光干涉仪应用介绍(三)——高速长距离位移测量

基于FPS3010长行程高速位移测量 Long distance and high-speed displacement measurements using the FPS3010 基于光学法珀腔传感器FPS3010干涉仪可以测量目标相对位移,测量精度达到亚纳米分辨率,实时位置输出带宽达10MHz。在工业,科研以及研发等多种应用中需要高速以及长行程精密测量。如下面所示,FPS3010可以测量距离高达3m,并且速度达2m/s。 在这些测试中,FPS3010干涉仪采用的是M12探测头,并且在被测目标安装了反射器。图1中为整体设备,包括探测头和反射器。采用商用线性电机平台,可实现目标位置多次重复测量。另外,通过采用反射器取代平面镜,安装过程更为简易快捷:反射器相对于探测方向角度4度内都可以测出信号。反射器内部采用了3个正交式反射镜组成的几何结构。信号的高稳定性保证了FPS3010可以在全行程任意位置下进行标定,整套设备的使用方法非常友好,简易。 第一次测试,目标距离传感器头1m。包含振动目标的0.9m振动幅度以及达1.0m/s 速度。图2(a)显示的是在振动过程中,目标位置测量和速度。 图2(b)描述了在高速运动中的测量,距离为0.5m,速度为2.0m/s。从红色曲线中可见,平台最大加速度是一个限制:在到达位置B之前,需要10毫秒才能达到2m/s速度,同时也需要10ms减速。在图2(b)中,当运动到B点位置时,FPS3010也可以记录线性位移平台的位置误差,从图中可以看到超调值为5微米。 这个应用证明了FPS3010干涉仪测量位移3m,测量速度达2.0m/s时,可以达到亚纳米的重复精度。如果需要更多的资料,请联系我们! 图1:测量旋转物体运动误差机构。当轴旋转是,采用两个干涉传感器探头测量垂直于其转轴的两个方向上的运动误差。不同的被测物体采用不同尺寸的传感器探头。

激光干涉仪原理【深度解析】

激光干涉仪原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 激光干涉仪是以干涉测量法为原理,利用激光作为长度基准,对数控设备(加工中心、三坐标测量机等)的位置精度(定位精度、重复定位精度等)、几何精度(俯仰扭摆角度、直线度、垂直度等)进行精密测量的精密测量仪器。激光具有高强度、高度方向性、空间同调性、窄带宽和高度单色性等优点。目前常用来测量长度的干涉仪,主要是以迈克尔逊干涉仪为主,并以稳频氦氖激光为光源,构成一个具有干涉作用的测量系统。激光干涉仪可配合各种折射镜、反射镜等来作线性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等测量工作,并可作为精密工具机或测量仪器的校正工作。 英文名称:laser interferometer(激光干涉仪) 激光干涉仪原理如下图所示:

一个角锥反射镜紧紧固定在分光镜上,形成固定长度参考光束。另一个角锥反射镜相对于分光镜移动,形成变化长度测量光束。 从激光头射出的激光光束①具有单一频率,标称波长为633nm,长期波长稳定性(真空中)优于0.05ppm。当此光束到达偏振分光镜时,被分成两束光——反射光束②和透射光束③。这两束光被传送到各自的角锥反射镜中,然后反射回分光镜中,在嵌于激光头中的探测器中形成干涉光束④。 如果两光程差不变化,探测器将在相长干涉和相消干涉的两端之间的某个位置观察到一个稳定的信号。 如果两光程差发生变化,每次光路变化时探测器都能观察到相长干涉和相消干涉两端之间的信号变化。这些变化(条纹)被数出来,用于计算两光程差的变化。测量的长度等于条纹数乘以激光波长的一半。 激光干涉仪种类:激光干涉仪有单频的和双频的两种。

双频激光干涉仪测量-14页文档资料

激光干涉仪测长原理 典型的激光干涉仪由激光器L、偏振分光镜PBS、测量反射镜M、参考反射镜R、光电检测器D、检偏器P和三个λ/4波片Q1、Q2和Q3组成。激光为线偏振光,经偏振分光镜分为E1和E2两线偏振光。当两干涉臂中λ/4波片快轴(或慢轴)与X轴夹角相等且为45度时,两束光通过λ/4波片后均成为圆偏振光,反射后再次通过λ/4波片,又转换为线偏振光,但其振动方向相对原振动方向旋转了90度,且由于两干涉臂光程产生了相位差φ,根据公式: φ=2θ=φ=4πL/λ 式中:λ为激光波长,干涉光路的作用是把位移L转变为合成光振动方向的旋转角θ,进而转换成光电信号的相位φ,信号处理器的作用就是 测量出φ,从而计算出位移L。 垂直度的测量工具在一台机器 施工实例:多轴系统

双频激光干涉仪的工作 原理 双频激光干涉仪其双频激 光测量系统由氦氖双频遥置激 光干涉仪和电子实时分解系统 所组成。它具有以下优点:稳 定性好,抗干扰能力强,可在 较快的位移速度下测量较大的距离,使用范围广,使用方便,测量精度高。 基本原理:如图11-2所示,激光双频干涉仪的氦氖激光管,在外加直流轴向磁场 的作用下, 产生塞曼效 应,将激光 分成频率为 f 1和f 2 ,旋 向相反的两圆偏振光, 经λ/4波片变为线偏振光。调整λ/4玻片的旋转角度,使f l 和f 2 的振动 平面相 互垂直,以互垂直, 以作激光干涉

图11-2 双频激光干涉仪的工作原理图 1.激光管 2.λ/4波片 3. 参考分光镜 4. 偏振分光棱境 5. 基 准锥体棱镜6.移动测量棱体7.10.12.检偏振镜8.9.11.光电管13.光电调制器 仪的光源。当两个线偏振光经过参考分光镜3时(见图11-2),大部分则由偏振分光棱境4分成两束。偏振面垂直入射面的f 2全反射到与分光镜固定在一起的基准锥体棱镜上;偏振面在入射面内的f l 则全部通过而射到移动测量棱体6上。由这两个锥体棱镜反射回来的光束在偏振分光镜上合并,并在检偏振镜上混频。当移动锥体棱镜时,由于多普勒效应,f 1变成f 1 +△f,因而光电元件8所得到的信号是(f 1+△f)-f 2。在可逆计数器中与参考信号(f 1-f 2)相减,棱镜每移动半个波长,光程变化是整个波长。测得的位移是l=λ/2×N ,经计算机处理,所测得的位移值可在计算机显示器上读出。位移量测量原理如图11-3所示。 图11-3 位移量测量原理图 四、实验内容及步骤 1.使机床各轴回参考点 2.按图所示摆放仪器。 图11-4 激光干涉仪的使用示意图 3.决定反射镜(Linear retroreflector )安放位置,并固定在机床上。 4.选择透射镜(Interferometer )安放位置,使反射镜和透射镜保持在同一高度。

激光干涉仪操作规程

激光干涉仪操作规程 操作步骤 1?系统的相互连接 ?将PC10计算机系统与ML10激光干涉仪用通讯电缆连接。 ?如果需要,将PC10计算机系统与EC10环境补偿单元用通讯电缆连接。 ?将PC10、ML10、EC10分别接上电源线,再接到电源插板上。 -通过稳压电源,将总电源线接到220V接地电源上。 2?激光的预热 闭合激光干涉仪开关,使激光预热大约15?20分钟,等激光指示灯出现绿色后,表明激光已稳定。 3?测量软件的启动 打开计算机,在“ C”提示符下依次键入: -CD/RENISHAW (RETURN) -RCS (RETURN) -a (RETURN) -b (RETURN) 完成以上步骤后,测量软件已被启动。 4?光学镜的安装 -将反射镜用夹紧块、安装杆、磁性表座固定在机床运动部件上。

-将反射镜和分光镜组合组成干涉镜;将干涉镜用夹紧块、安装杆、磁性表座固定在机床不可运动部件或其它固定部件上。 5.激光调整 ?调整激光,使其与测量方向一致。调整时,首先用粗光束调,然后用细光束调,保证信号强度达到测量精度要求并恒定(由计算机上信号强度指示确定)。 -调整透射光线和折射光线重合。 6?目标值设定 根据测量要求,设定目标值,目标值的设定应尽可能的覆盖整个行程范围。 7?数据采集 -按目标值设定要求编制数控测量程序,在每个测量点必须有足够的延时设定(由机床操作人员完成)。 -设定数据采集参数,主要包括;线性/圆周、测量次数、单向/双向、测量信息等。 ?按“ ALI+D ”进行数据采集。 ?数据采集完后,按“ ESC'终止采集过程。 8?数据分析 选择“数据分析”菜单,按相关标准要求进行数据分析,分别给出 双向定位精度、重复性、反向偏差等精度指标。 9?计算机系统的退出 按以下步骤退出系统: -按“ ALT+X ”退回到“主菜单

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