您好,欢迎访问三七文档
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(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。激光干涉仪原理激光器发射单一频率光束射入线性干涉镜,然后分成两道光束,一道光束(参考光束)射向连接分光镜的反射镜,而第二道透射光束(测量光束)则通过分光镜射入第二个反射镜,这两道光束再反射回到分光镜,重新汇聚之后返回激光器,其中会有一个探测器监控两道光束之间的干涉(见图)。若光程差没有变化时,探测器会在相长性和相消性干涉的两极之间找到稳定的信号。若光程差有变化时,探测器会在每一次光程变化时,在相长性和相消性干涉的两极之间找到变化信号,这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。激光干涉仪功能1.几何精度检测可用于检测直线度、垂直度、俯仰与偏摆、平面度、平行度等;2.位置精度的检测及其自动补偿可检测数控机床定位精度、重复定位精度、微量位移精度等;3.动态性能检测利用动态特性测量与评估软件,可用激光干涉仪进行机床振动测试与分析,滚珠丝杠的动态特性分析,伺服驱动系统的响应特性分析,导轨的动态特性(低速爬行)分析。激光干涉仪对光1.1.1.对光的目的激光束路径与运动轴之间存在的任何未准直都会造成测得的距离和实际的运动距离之间有差异。对光的目的是为了让检测的光线能准确返回激光干涉仪上,让激光干涉仪得到最强的反馈信息,以便计算实际的行程数值。1.1.2.对光的要求要使余弦误差达到最小,测量激光束必须准直,并与运动轴平行。1.1.3.对光操作1.1.3.1.水平光束调整1)放置好移动反射镜,尽量靠近激光头,粗略对准运动轴,微调激光器俯仰使光速对准一个点(后称白点)的中心位置,作为参考光靶。如图2)沿着运动轴将反射镜推离激光头,直到您看到光束开始移开光靶。当只有一半的光束仍然击中白点时停止移动反射镜。请注意光束现在偏离中心多远。3)用三脚架台左后方的小旋钮,调整激光头的角度偏转,以使光束横扫过白色光靶。继续移动光束,直到它位于相反方向离中心的距离相同4)现在,用三脚架台左边中间的大旋钮,调整激光头水平平移,使光束返回光靶的水平中心线。5)请注意激光束在目标上的垂直位置。使用激光头后方的指形轮组来调整,使光束垂直扫过目标。调整指形轮组,直到光束位于相反方向离目标中心的距离相同的位置,6)现在,使用三脚架中心主轴上的高度调整轮来将激光头上下移动,直到光束再一次击中目标中心。注:此时,可能有必要进行另外一次较小的水平回转调整,以使激光束返回到该目标的中心。7)现在沿着运动轴继续推离机床。当您看到激光头移开目标时再一次停止。重复步骤2到6的激光器准直调整,直到您达到轴的末端。8)达到轴的末端时,将反射镜移回激光器,来到轴的起点9)若光束不再位于光靶中心,则水平平移激光器,使光束回到光靶的垂直中心线。10)然后,垂直平移激光头,使光束回到光靶的中心。注:此时,可能有必要进行另外一个较小的水平回转调整,以使激光束返回到该光靶的中心11)重复步骤2到10,直到光束在整个运动轴范围内都能保持在光靶的中心。提示:若光线已经与待校准轴平行,只需将激光头水平平移用于击准光靶的中心,那么我们可以使用手轮微调镜子的位子来实现;若是垂直平移,我们可以手动调整镜子的高度来实现。(不过这个调整必须很小心,若光束回到光靶中心则马上固定)。注:当熟练操作后。第2-6步可以如下操作12)用三脚架台左后方的小旋钮,调整激光头的角度偏转,使用激光头后方的指形轮组来调整光束的俯仰。使光速移动到白点中心点的对称点。13)先水平平移光靶,是光靶回到垂直中心线上。14)再垂直移动光靶,是光靶回到中心原点。1.1.4.调光注意事项1.1.4.1.死程误差的减小死程误差是在线性测量过程中与环境因素改变有关的误差,这时已采用自动补偿单元的补偿功能进行消除。在正常状况下,死程误差并不大,而且只会发生在定标后以及测量过程中的环境改变。路径L2的激光测量死程误差与两个光学元件间的距离有关,此时系统定标为L1。若干涉镜及反射镜之间没有动作,且激光束四周的环境状况有所改变,整个路径(LI+L2)的波长(空气中)都会改变,但激光测量系统只会对L2距离进行补偿。因此,死程测量误差会由于光束路径L1没有获得补偿而产生。因此在设定定标位置时,固定反射镜和移动镜组应尽力彼此邻接,以此减小死程误差。1.1.4.2.余弦误差的减小激光束路径与运动轴之间存在的任何未准直都会造成测得的距离和实际的运动距离之间有差异。因未准直所得测量误差通常被称为余弦误差。此误差的大小与激光束和运动轴间的未准直角度有关。图1死程误差来源图2降低死程误差操作图3余弦误差当激光测量系统与运动轴未准直时,余弦误差会使得测量的距离比实际距离要短。随着角度未准直的增加,误差也跟着显著增加,如下表所示:角度(mm/metre)角度(弧分)误差(ppm)0.451.530.11.003.430.51.404.871.03.2010.875.04.5015.3910.010.0035.3950.0要使余弦误差达到最小,测量激光束必须准直,并与运动轴平行。在长于一米的轴上,使用提供的准直步骤很容易达到这个目的。但在较短的轴上就变得相当困难,需用“最大化激光读数”方法来最优化准直并使余弦误差最小:若激光测量出现余弦误差,则激光读数将会小于原本应有的数值。因此,通过仔细调整激光头的俯仰及偏转,直到取得最大的激光读数,就能消除短轴上的余弦误差。操作步骤如下:1.沿着运动轴准直光束。2.移动轴以使镜组靠近并定标激光读数。3.移动轴,使镜组彼此离的越远越好。4.仔细调整激光头的俯仰和偏转控制,取得最大的激光测量读数。注:使用这个方法时需要特别小心,但却非常有效。可能有必要先做一连串的细微调整并在每一次调整后放松控制,才能看出对激光读数的作用。也可能需要平移激光头来保持准直。可能也有必要选择测量显示屏上的最大分辨率设定,并开启“短平均”状态。完成后,最好重复上述的步骤以确认准直。不要假设由于信号强度在整个运动轴上都保持不变,准直就会完美无误。校准软件中的信号强度表的灵敏度和分辨率不足以确保短轴上的精确准直。
本文标题:激光干涉仪如何对光
链接地址:https://www.777doc.com/doc-4481873 .html