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 (2)二、实验内容与要求 (2)三、实验条件与设备 (2)四．实验原理 (3)1.定位精度测量 (3)2.直线度测量 (4)五、实验步骤 (5)1.设定激光测量系统 (5)2.调整激光光束，使之与机器运动轴准直。
(5)3.数据记录与数据处理 (6)六、实验过程和结果 (8)1.X轴定位精度 (8)2.X轴直线度 (9)3.误差分析 (11)七、实验总结与体会 (14)1.实验总结 (14)2.实验心得体会 (14)3.对课程的一些建议 (14)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。
主要内容包括了解双频激光干涉仪测量位移的基本原理，掌握利用双频激光干涉仪测量机床进给轴的定位误差的方法，深刻理解轴运动的精度的概念。
在对机床进给轴运动定位误差测量的基础上，分析机床的运动误差。
二、实验内容与要求（1）直线轴运动误差测量。
利用双频激光干涉仪建立直线轴定位精度、直线度、姿态误差的测量系统，并对机床典型三维进给机构各轴的运动误差进行测量，分析测量结果的不确定度；（2）垂直度测量。
任选进给机构两轴，利用双频激光干涉仪建立两轴垂直度的测量系统，并对垂直度进行测量，并对测量结果进行评价；（3）典型三维进给机构的精度建模。
激光干涉仪工作原理
激光干涉仪是一种用于测量光程差的仪器，基于激光干涉原理。
其工作原理如下：
1. 激光发生器产生一束单色、相干、准直的激光光源。
2. 光源经过分束器后，被分为两束光线，各自经过不同的光路。
3. 分别经过不同的光路后，光线再次汇聚在一个检测平面上，形成干涉条纹。
4. 当两束光线的光程差为整数倍的波长时，即满足相干条件，干涉条纹会呈现明暗交替的条纹图案。
5. 通过调节其中一条光路的长度，即可改变光程差，从而改变干涉条纹的位置和形态。
6. 引入被测物体时，可以通过测量光程差的变化来获取被测物体的形貌或长度等信息。
7. 干涉条纹的观察可以使用目视或使用光电探测器等设备进行记录和分析。
激光干涉仪广泛应用于光学、物理、电子等领域中的测量和检测工作中，可以用于精密测量、表面形貌测量、物体位移测量等。
其主要优点包括高分辨率、非接触性、非破坏性等。
激光干涉仪及球杆仪1. 同时测量线性定位误差、直线度误差（双轴）、偏摆角、俯仰角和滚动角2. 设计用于安装在机床主轴上的5D/6D传感器3. 可选的无线遥控传感器最长的控制距离可到25米4. 可测量速度、加速度、振动等参数，并评估机床动态特性5. 全套系统重量仅15公斤，设计紧凑、体积小，测量机床时不需三角架1、仪器应妥善地放在干燥、清洁的房间内，防止振动，仪器搬动时，应托住底座，以防导轨变形。
2、光学零件不用时，应存放在清洁的干燥盆内，以防止发霉。
反光镜、分光镜一般不允许擦拭，必要擦拭时，须先用备件毛刷小心掸去灰尘，再用脱脂清洁棉花球滴上酒精和乙醚混合液轻拭。
3、传动部件应有良好的润滑。
特别是导轨、丝杆、螺母与轴孔部分，应用T5精密仪表油润滑。
4、使用时，各调整部位用力要适当，不要强旋、硬扳。
5、导轨面丝杆应防止划伤、锈蚀，用毕后，仍保持不失油状态。
6、经过精密调整的仪器部件上的螺丝，都涂有红漆，不要擅自5D/6D标准型：1. 线性：0.5ppm .2. 测量范围：40米（1D可选80米）3. 线性分辨力：0.001um.4. 偏摆角和俯仰角的精度：（1.0+0.1/m）角秒或1%显示较大值5. 最大范围：800角秒6. 滚动角精度：1.0角秒7. 直线度精度：（1.0+0.2/m）um或1%显示较大值8. 直线度最大范围：500um9. 垂直度精度：1角秒10. 温度精度：0.2摄氏度11.湿度精度：5%12.压力精度：1mmHg球杆仪球杆仪是用于数控机床两轴联动精度快速检测与机床故障分析的一种工具。
它由一安装在可伸缩的纤维杆内的高精度位移传感器构成，该传感器包括两个线圈和一个可移动的内杆，其工作原理类同于使用LVDT技术的位移传感器。
当其长度变化时，内杆移入线圈，感应系数发生变化，检测电路将电感信号转变成分辨率为0.1μm位移信号，通过接口传入PC 机。
其精度经激光干涉仪检测达±0.5μm(在20℃)。
