激光干涉儀工作原理 - 加工中心
激光干涉儀 laser interferometer 雷尼紹工具激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。 激光具有高強(qiáng)度,、高度方向性,、空間同調(diào)性、窄帶寬和高度單色性等優(yōu)點(diǎn),。目前常用來測量長度的干涉儀,，主要是以邁克爾遜干涉儀為主，并以穩(wěn)頻氦氖激光為光源，構(gòu)成一個(gè)具有干涉作用的測量系統(tǒng),。激光干涉儀可配合各種折射鏡,、反射鏡等來作線性位置、速度,、角度,、真平度、真直度,、平行度和垂直度等測量工作,，并可作為精密工具機(jī)或測量儀器的校正工作。 雙頻激光干涉儀 激光干涉儀 在氦氖激光器上,，加上一個(gè)約0.03特斯拉的軸向磁場,。由于塞曼分裂效應(yīng)和頻率牽引效應(yīng), 激光器產(chǎn)生1和2兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經(jīng)1/4波片后成為兩個(gè)互相垂直的線偏振光,再經(jīng)分光鏡分為兩路,。一路經(jīng)偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束,。另一路經(jīng)偏振分光鏡后又分為兩路：一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當(dāng)可動反射鏡移動時(shí),含有f2的光束經(jīng)可動反射鏡反射后成為含有f2 ±Δf的光束,，Δf是可動反射鏡移動時(shí)因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的附加頻率,正負(fù)號表示移動方向(多普勒效應(yīng)是奧地利人C.J.多普勒提出的,，即波的頻率在波源或接受器運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來僅含有f1的光的光束經(jīng)偏振片2后會合成為f1-(f2±Δf）的測量光束,。測量光束和上述參考光束經(jīng)各自的光電轉(zhuǎn)換元件,、放大器、整形器后進(jìn)入減法器相減,輸出成為僅含有±Δf的電脈沖信號,。經(jīng)可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后,，由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行當(dāng)量換算（乘 1/2激光波長）后即可得出可動反射鏡的位移量。雙頻激光干涉儀是應(yīng)用頻率變化來測量位移的,，這種位移信息載于f1和f2的頻差上,，對由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感，所以抗干擾能力強(qiáng),。它常用于檢定測長機(jī),、三坐標(biāo)測量機(jī)、光刻機(jī)和加工中心等的坐標(biāo)精度,，也可用作測長機(jī),、高精度三坐標(biāo)測量機(jī)等的測量系統(tǒng)。利用相應(yīng)附件,，還可進(jìn)行高精度直線度測量,、平面度測量和小角度測量。 ML10激光干涉儀在精度檢測中的應(yīng)用 ?。?）幾何精度檢測 可用于檢測直線度,、垂直度,、俯仰與偏擺、平面度,、平行度等,。 （2）位置精度的檢測及其自動補(bǔ)償 可檢測精工機(jī)床定位精度,、重復(fù)定位精度,、微量位移精度等。利用雷尼紹ML10激光干涉儀不僅能自動測量機(jī)器的誤差,，而且還能通過RS232接口自動對其線性誤差進(jìn)行補(bǔ)償,，比通常的補(bǔ)償方法節(jié)省了大量時(shí)間，并且避免了手工計(jì)算和手動精工鍵入而引起的操作者誤差,，同時(shí)可******限度地選用被測軸上的補(bǔ)償點(diǎn)數(shù),，使機(jī)床達(dá)到******精度，另外操作者無需具有機(jī)床參數(shù)及補(bǔ)償方法的知識,。 目前,，可供選擇的補(bǔ)償軟件有Fanuc,Siemens 800系列，UNM,，Mazak,Mitsubishi,Cincinnati Acramatic,Heidenhain, Bosch, Allen-Bradley,。 （3）精工轉(zhuǎn)臺分度精度的檢測及其自動補(bǔ)償 現(xiàn)在,，利用ML10激光干涉儀加上RX10轉(zhuǎn)臺基準(zhǔn)還能進(jìn)行回轉(zhuǎn)軸的自動測量,。它可對任意角度位置，以任意角度間隔進(jìn)行全自動測量,，其精度達(dá)±1,。新的國際標(biāo)準(zhǔn)已推薦使用該項(xiàng)新技術(shù)。它比傳統(tǒng)用自準(zhǔn)直儀和多面體的方法不僅節(jié)約了大量的測量時(shí)間,，而且還得到完整的回轉(zhuǎn)軸精度曲線,，知曉其精度的每一細(xì)節(jié)，并給出按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)處理的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,。 ?。?）雙軸定位精度的檢測及其自動補(bǔ)償 雷尼紹雙激光干涉儀系統(tǒng)可同步測量大型龍門移動式精工機(jī)床，由雙伺服驅(qū)動某一軸向運(yùn)動的定位精度,，而且還能通過RS232接口，自動對兩軸線性誤差分別進(jìn)行補(bǔ)償,。 ?。?）精工機(jī)床動態(tài)性能檢測 利用RENISHAW動態(tài)特性測量與評估軟件，可用激光干涉儀進(jìn)行機(jī)床振動測試與分析（FFT）,，滾珠絲杠的動態(tài)特性分析,，伺服驅(qū)動系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析,，導(dǎo)軌的動態(tài)特性（低速爬行）分析等。 激光干涉儀技術(shù)參數(shù) 5D/6D標(biāo)準(zhǔn)型： 1. 線性：0.5ppm . 2. 測量范圍：40米（1D可選80米） 3. 線性分辨力：0.001um. 4. 偏擺角和俯仰角的精度：（1.0+0.1/m）角秒或1%顯示較大值 5. ******范圍：800角秒 6. 滾動角精度：1.0角秒 7. 直線度精度：（1.0+0.2/m）um或1%顯示較大值 8. 直線度******范圍：500um 9. 垂直度精度：1角秒 10. 溫度精度：0.2攝氏度 11.濕度精度：5% 12.壓力精度：1mmHg 激光干涉儀的主要特點(diǎn) 1. 同時(shí)測量線性定位誤差,、直線度誤差（雙軸）,、偏擺角、俯仰角和滾動角 2. 設(shè)計(jì)用于安裝在機(jī)床主軸上的5D/6D傳感器 3. 可選的無線遙控傳感器最長的控制距離可到25米 4. 可測量速度,、加速度,、振動等參數(shù)，并評估機(jī)床動態(tài)特性 5. 全套系統(tǒng)重量僅15公斤,，設(shè)計(jì)緊湊,、體積小，測量機(jī)床時(shí)不需三角架 6. 集成干涉鏡與激光器于一體,，簡化了調(diào)整步驟,，減少了調(diào)整時(shí)間 干涉儀的維護(hù) 1、儀器應(yīng)妥善地放在干燥,、清潔的房間內(nèi),，防止振動，儀器搬動 時(shí),，應(yīng)托住底座,，以防導(dǎo)軌變形。 2,、光學(xué)零件不用時(shí),，應(yīng)存放在清潔的干燥盆內(nèi)，以防止發(fā)霉,。反光鏡,、分光鏡一般不允許擦拭，必要擦拭時(shí),，須先用備件毛刷小心撣去灰塵,，再用脫脂清潔棉花球滴上酒精和乙醚混合液輕拭。 3,、傳動部件應(yīng)有良好的潤滑,。特別是導(dǎo)軌、絲桿,、螺母與軸孔部分,，應(yīng)用T5精密儀表油潤滑。 4,、使用時(shí),，各調(diào)整部位用力要適當(dāng)，不要強(qiáng)旋,、硬扳,。 5,、導(dǎo)軌面絲桿應(yīng)防止劃傷、銹蝕,，用畢后,，仍保持不失油狀態(tài)。 6,、 經(jīng)過精密調(diào)整的儀器部件上的螺絲,，都涂有紅漆，不要擅自轉(zhuǎn)動,。
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