一.SJ6000激光干涉仪概述
激光干涉仪是一种以波长作为标准对被测长度进行测量的仪器。激光干涉仪是20世纪60年代末期问世的一种新型的测量设备,由美国HP公司研制成功并于1970年投入市场,随即受到了相关行业特别是机床制造业的重视,其主要在:线形、角度、垂直度、直线度、平面度等方面上应用。随着激光干涉仪测量技术的不断提高,测量软件的不断开发其测量范围越来越广泛,特别是在测量数控机床位置精度方面用途广泛。
二.SJ6000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。
三.
垂直度的测量是直线度测量在二维方向上的延伸,进行垂直度测量就是在同一基准上对两个标称正交轴分别进行直线度的测量。然后对两个轴的直线度进行比较,得出两个轴的垂直度。
共同的参考基准通常指的是两次测量时反射镜的光学准直轴,在两次测量过程中既不移动、也不调整,光学直角尺用于至少一次测量中,允许调整激光束与直线度的准直,而不动直线度反射镜。
垂直度测量应用
机器轴垂直度误差测量(数控机床、坐标测量机等)
垂直度测量通过比较直线度值从而确定两个标称正交坐标轴的非直角度。垂直度误差可能是导轨磨损、事故造成导轨损坏或机器地基差或龙门双驱动机器上的两原点传感器未准直造成的。垂直度误差将对机器的定位精度及插补能力产生直接影响。
典型情况下对于超过1.5米长的机器轴,像使用激光干涉仪这样的光学方法是唯一的选择,因为传统的实物基准,如直角尺(金属或大理石等)的长度一般局限于1米的范围内。
X,Y轴垂直度对准
X,Y工作台和水平面垂直度测量光学镜组的设定如图所示。不管是什么类型的XY平台,包括龙门型或者混合型或者其他类型的XY平台,无论是大型或者小型平台,重要的是有一个共同的参考基准,就如图中所示的直线度反射镜。测量过程中直线度反射镜保持不动。
坐标测量机垂直度和水平轴之间的垂直度测量
对于涉及垂直轴的垂直度测量,需要额外的增加直线度的附件,主要包括一个将光束偏转90°的光束转向镜。