96302单元六定位精度和重复定位精度检测教案-激光干涉仪.

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。

激光干涉仪在机床精度检测中的应用【摘要】激光干涉仪在机床精度检测领域具有重要应用，本文首先简要介绍了激光干涉仪的原理。

然后分别探讨了激光干涉仪在机床定位、加工精度、重点部件和整机精度检测中的具体应用。

通过激光干涉仪可以实现对机床精度的全面检测，为机床的精度提升和故障排查提供重要手段。

最后总结指出，激光干涉仪在机床精度检测领域具有广泛的应用前景，为提高机床加工精度和降低故障率提供了有效的技术支持。

激光干涉仪的应用将进一步推动机床行业的发展，提高机床加工质量，提升整体生产效率。

【关键词】关键词：激光干涉仪、机床、精度检测、定位、加工、重点部件、整机、领域、应用前景、精度提升、故障排查。

1. 引言1.1 激光干涉仪在机床精度检测中的应用激光干涉仪是一种高精度、非接触式测量仪器，广泛应用于机床精度检测领域。

通过测量光波的干涉现象，激光干涉仪能够实现对机床定位、加工精度、重点部件和整机精度等方面的精准检测。

在现代制造业中，机床的精度直接影响到产品的质量和市场竞争力，因此利用激光干涉仪进行精度检测具有重要意义。

激光干涉仪基于激光光束的叠加干涉原理，能够精确测量不同部位的表面平整度、平行度、垂直度等参数，为机床的精度提升提供了重要依据。

激光干涉仪还可以实时监测机床加工过程中的变形和振动情况，帮助工程师及时调整工艺，保证加工精度。

激光干涉仪在机床精度检测中的应用具有广泛前景，为提高机床加工精度和故障排查提供了重要手段。

随着制造业的不断发展和进步，激光干涉技术将在机床领域发挥更加重要的作用，推动行业向着更高精度、更高效率的方向发展。

2. 正文2.1 激光干涉仪原理简介激光干涉仪是一种通过激光光束的干涉现象来测量物体形状、表面轮廓或者位置的精密仪器。

其原理基于光的干涉现象，即光波的叠加。

激光干涉仪通常由激光光源、分光镜、合并镜、待测物体、反射镜、干涉条纹图像采集器等部件组成。

激光干涉仪的工作原理是利用激光器产生的单色平行光束，经分束镜拆分成两束光，分别经过不同路径到达合并镜反射后汇聚在待测物体表面，然后再经待测物体表面反射回来，通过合并镜再次汇聚到干涉条纹图像采集器上。

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。

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·按“x”退出本软件·按“CD\”退出子目录·关机10. 测量完成后的工作·关闭ML10。

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 (4)二、实验内容与要求 (4)三、实验条件与设备 (4)四．实验原理 (5)1.定位精度测量 (5)2.直线度测量 (6)五、实验步骤 (7)1.设定激光测量系统 (7)2.调整激光光束，使之与机器运动轴准直。

(7)3.数据记录与数据处理 (8)六、实验过程和结果.......................... 错误！未定义书签。

1.X轴定位精度 ........................... 错误！未定义书签。

2.X轴直线度 ............................. 错误！未定义书签。

3.误差分析............................... 错误！未定义书签。

七、实验总结与体会.......................... 错误！未定义书签。

1.实验总结............................... 错误！未定义书签。

2.实验心得体会........................... 错误！未定义书签。

3.对课程的一些建议....................... 错误！未定义书签。

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。

用途及技术特点：用于数控设备、测量仪器等产品的直线轴线性定位精度、俯仰扭摆小角度精度、直线度的检测与验收。

★激光干涉仪系统所有测量功能均采用激光波长作为测量基准，具有溯源性。

不采用四象限传感器等测量角度或直线度方法。

★仪器扩展性、兼容性和互换性：可以进行多轴机床的误差补偿及回转轴精度标定，可与其他数字指示器设备配合使用, 实现设备几何精度的检测。

★双轴测量软件：可在一台计算机上连接并控制二台相同型号的激光系统，提供了同步采集两平行轴数据的能力。

★动态测量功能：可以进行机床系统动态测试，利用动态特性测量与评估软件,对导轨的动态特性进行分析，对机器故障源进行诊断。

1、激光头：1.1、★激光头具备80米测量能力；1.2、★激光稳频精度（开机一小时开始拍频）：≤±0.01ppm；1.3、★系统预热（进入精密测量）准备时间：≤6分钟；1.4、接口：内置USB连接，无需单独接口；外部电源，90 V AC - 264 V AC1.5、标准配置还具有一个辅助模拟信号输出、触发信号输入；1.6、激光头前部具备光强状态指示灯，以方便激光准直；2、补偿单元和传感器：2.1接口：内置USB通讯端口，无需单独的接口；2.2内部传感器：空气压力、相对湿度；2.3外部传感器：1个空气温度传感器、1个材料温度传感器；2.4传感器参数：3、线性测量参数：4、角度（俯仰与扭摆）测量参数：5、短距直线度测量：6、软件包：6.1 系统手册说明书包含每个测量功能的文字说明和图解设定步骤、校准技巧及分析信息，可安装在计算机上并使用软件的“帮助”按钮直接进入或作为独立的参考文献使用；6.2、★软件包括线性、角度、回转轴、平面度、直线度、垂直度、双轴及动态测量，数控机床测量程序自动生成软件功能；6.3、★双轴测量软件可在一台计算机上连接并控制二台相同型号的激光系统，提供了同步采集两平行轴数据的能力，从双轴上采集的数据同时显示在PC机上并根据要求存储起来，然后分别加以分析；用以同步测量机床的主动轴和从动轴间的同步误差检测。

一、用途激光平面干涉仪是一种使用方便的光学精密计量仪器，主要用于精密测量光学平面度。

仪器配有激光光源（波长为632.8nm）。

对于干涉条纹可目视、测量读数。

工作时对防震要求一般。

该仪器可应用与光学车间、实验室、计量室。

如需配购相关的必要附件，可精密测量光学平面的微小楔角、光学材料折射率n的均匀性，光学镀膜面或金属块规表面的平面度，90度棱镜的直角误差及角锥棱镜单角和综合误差。

二、主要数据1. 第一标准平面（A面）,不镀膜。

工作直径：D1=φ146mm不平度小于0.02um2.第二标准平面（B面），不镀膜。

工作直径：D2=φ140mm不平度小于0.03um3.准直系统：孔径F/2.8，工作直径：D0=φ146mm焦距：f=400mm4.测微目镜：焦距f=16.7mm，放大倍数β=15X，视场角2W=40°，成像物镜：1.D=4.5 II.D=7 III.D=10F=15 f=23 f=375.工作波长：632.8nm6.干涉室尺寸：深260X宽300X190mm。

7.光源规格：激光ZN18（He-Ne）。

8.仪器的外形尺寸：长X宽X高 350X400X720mm9.仪器重量：100公斤图一第一标准平面（A面）精度照片图二第二标准平面（B面）三、工作原理本仪器工作基于双光束等厚干涉原理。

根据近代光学的研究结果，光兼有波动与颗粒两重特性。

光的干涉现象是光的波动性的特性。

因此，介绍本节内容时，仅在光的波动性的范围内讨论，例如，把“光”称为“光波”，“平行光”称为“平面光”。

波长为的单色光经过仪器有关的光学系统后成为平面波M。

（如图三所示），经仪器的标准平面P1和被检系统P2反射为平面波M1和 M2。

M1、M2即为两相干光波，重叠后即产生等厚干涉条纹。

等厚干涉原理能够产生干涉的光束，叫相干光。

相干光必须满足三个条件：1.震动方向必须一致，2.频率相等：3.光束必须相遇，且在相遇点处的相位差在整个时间内为一常量。

激光跟踪仪的使用方法及精度评定激光跟踪仪是一种用于测量物体运动的高精度设备。

它利用激光束对目标进行跟踪和测量，可以广泛应用于工业、医疗、科研等领域。

本文将介绍激光跟踪仪的使用方法及精度评定。

一、激光跟踪仪的使用方法1. 设置仪器：首先，将激光跟踪仪安装在稳固的支架上，并调整好仪器的角度和高度，以确保激光束能够准确照射到目标上。

2. 校准仪器：使用仪器自带的校准装置对激光跟踪仪进行校准，以保证测量结果的准确性。

3. 瞄准目标：将激光束对准需要跟踪的目标，确保激光束能够准确照射到目标上，并调整仪器的焦距，以获得清晰的图像。

4. 开始测量：启动激光跟踪仪，并开始对目标进行跟踪和测量。

仪器会记录下目标的运动轨迹和相关数据。

5. 数据处理与分析：将测量得到的数据导入计算机，利用专业的软件对数据进行处理和分析，得出目标的运动参数和轨迹。

二、激光跟踪仪的精度评定1. 测量精度：激光跟踪仪的测量精度是评估其性能的重要指标。

一般来说，测量精度是指测量结果与真实值之间的偏差。

通过与其他高精度设备的对比测量，可以评定激光跟踪仪的测量精度。

2. 稳定性：激光跟踪仪的稳定性是指在长时间测量过程中，仪器的测量结果是否稳定不变。

通过连续测量同一目标的运动轨迹，并分析测量结果的稳定性，可以评定激光跟踪仪的稳定性。

3. 重复性：激光跟踪仪的重复性是指在多次测量同一目标时，测量结果的一致性程度。

通过多次测量同一目标，对比测量结果的差异，可以评定激光跟踪仪的重复性。

4. 环境适应性：激光跟踪仪在不同环境条件下的测量性能也需要评定。

例如，在强光干扰下或者震动环境下的测量精度是否受到影响等。

激光跟踪仪的使用方法包括设置仪器、校准仪器、瞄准目标、开始测量和数据处理与分析。

而其精度评定则包括测量精度、稳定性、重复性和环境适应性等方面的考量。

通过合理使用和评估激光跟踪仪的性能，可以提高测量的准确性和稳定性，确保其在各个领域的应用效果。