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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,。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,。當可動反射鏡移動時,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因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的附加頻率,正負號表示移動方向(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動時會產(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)可逆計數(shù)器計數(shù)后,，由電子計算機進行當量換算（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,，對由光強變化引起的直流電平變化不敏感,，所以抗干擾能力強,。它常用于檢定測長機,、三坐標測量機,、光刻機和加工中心等的坐標精度，也可用作測長機,、高精度三坐標測量機等的測量系統(tǒng),。利用相應(yīng)附件，還可進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償 可檢測精工機床定位精度,、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器的誤差，而且還能通過RS232接口自動對其線性誤差進行補償，比通常的補償方法節(jié)省了大量時間,，并且避免了手工計算和手動精工鍵入而引起的操作者誤差，同時可******限度地選用被測軸上的補償點數(shù),，使機床達到******精度,，另外操作者無需具有機床參數(shù)及補償方法的知識,。 　　目前,，可供選擇的補償軟件有Fanuc,Siemens 800系列,，UNM，Mazak,Mitsubishi,Cincinnati Acramatic,Heidenhain, Bosch, Allen-Bradley,。 　?。?）精工轉(zhuǎn)臺分度精度的檢測及其自動補償 現(xiàn)在,，利用ML10激光干涉儀加上RX10轉(zhuǎn)臺基準還能進行回轉(zhuǎn)軸的自動測量,。它可對任意角度位置，以任意角度間隔進行全自動測量,，其精度達±1。新的國際標準已推薦使用該項新技術(shù),。它比傳統(tǒng)用自準直儀和多面體的方法不僅節(jié)約了大量的測量時間,，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節(jié)，并給出按相關(guān)標準處理的統(tǒng)計結(jié)果,。 　?。?）雙軸定位精度的檢測及其自動補償 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床，由雙伺服驅(qū)動某一軸向運動的定位精度,，而且還能通過RS232接口,，自動對兩軸線性誤差分別進行補償。 　?。?）精工機床動態(tài)性能檢測 利用RENISHAW動態(tài)特性測量與評估軟件,，可用激光干涉儀進行機床振動測試與分析（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標準型： 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 1. 同時測量線性定位誤差,、直線度誤差（雙軸）,、偏擺角、俯仰角和滾動角 2. 設(shè)計用于安裝在機床主軸上的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)，并評估機床動態(tài)特性 5. 全套系統(tǒng)重量僅15公斤,，設(shè)計緊湊,、體積小,，測量機床時不需三角架 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)整時間 干涉儀的維護 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，應(yīng)托住底座,，以防導(dǎo)軌變形,。 2、光學(xué)零件不用時,，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，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,，各調(diào)整部位用力要適當,，不要強旋、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。