一种激光干涉仪自动对光的测量方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种激光干涉仪自动对光的测量方法
本专利技术涉及机械工程领域，并涉及机械加工后的检测，具体涉及一种激光干涉仪自动对光的测量方法。
技术介绍
空间误差的补偿是提高数控机床定位精度的有效方法，阻碍该技术成熟应用的最大障碍是机床误差的测量。补偿误差的测量和机床精度检验时的误差测量有本质的区别。前者对误差的测量有完备性要求，即误差的测量要贯穿整个加工空间。激光干涉仪是满足这一要求的机床误差的最佳测量设备，它的测量范围大，测量精度高，测量的位置目标能够随意确定，在测量之前需要进行对光。中国专利公开了“一种激光干涉仪线性测长的准直调节方法”(公开号为：CN105627913A)介绍了一种激光干涉仪线性测长的光路对光方法，这种方法虽然能够使激光头、干涉镜和反射镜在一条直线上、保证测量沿一条直线进行，但它要求测量过程中激光的方向不能改变，而且干涉镜和反射镜的激光路径手工对准工作难度大，要求操作者要有相当高的熟练对光技术。这限制了它在数控机床工作空间中误差测量位置的选择，增加了误差测量的难度。目前机床误差测量的常用方法是对角线位移测量法，如22线法，但在每条测量线上都要重复进行激光...
【技术保护点】
一种激光干涉仪自动对光的测量方法，包括干涉仪，所述干涉仪包括干涉镜(3)、反射镜(5)、激光发生器(6)以及连接激光发生器(6)和反射镜的光纤(7)，其特征在于步骤如下：①基于激光干涉仪搭建光路测量系统并建立测量坐标；②在xy坐标平面内，对激光干涉仪的干涉镜(3)和反射镜(5)实时连续对准；③在yz坐标平面内，对激光干涉仪的干涉镜(3)和反射镜(5)实时连续对准；④基于步骤②和③对机床的空间定位误差进行测量。
【技术特征摘要】
1.一种激光干涉仪自动对光的测量方法，包括干涉仪，所述干涉仪包括干涉镜(3)、反射镜(5)、激光发生器(6)以及连接激光发生器(6)和反射镜的光纤(7)，其特征在于步骤如下：①基于激光干涉仪搭建光路测量系统并建立测量坐标；②在xy坐标平面内，对激光干涉仪的干涉镜(3)和反射镜(5)实时连续对准；③在yz坐标平面内，对激光干涉仪的干涉镜(3)和反射镜(5)实时连续对准；④基于步骤②和③对机床的空间定位误差进行测量。2.根据权利要求1所述的一种激光干涉仪自动对光的测量方法，其特征在于，还包括机床主轴(1)、工作台(2)、角锥反射镜(3-1)、分光镜(3-2)和工控系统(4)，所述步骤①中光路测量系统和测量坐标构建具体过程为：101所述反射镜(5)设置在机床主轴(1)上，所述干涉镜(3)设置在工作台(2)上，所述角锥反射镜(3-1)设置在分光镜(3-2)上，并形成固定长度参考光束(D)，反射镜(5)相对于分光镜(3-2)移动，形成测量光束(E)，从激光发生器射出的输入光束(C)到达干涉镜后，被分为参考光束(D)和测量光束(E)，所述参考光束(D)和测量光束(E)分别被传送到角锥反射镜(3-1)和反射镜(5)中，然后反射回分光镜(3-2)中，形成叠加光束(F)；102基于步骤101，以工作台(2)为基准建立干涉仪-工作台-机床主轴测量坐标o-x-y-z，并在机床的x、y、z轴上分别设置位置检测编码器。3.根据权利要求2所述的一种激光干涉仪自动对光的测量方法，其特征在于，所述步骤②中在xy坐标平面内，激光干涉仪的干涉镜和反射镜实时连续对准过程为：201基于步骤102，选定xy平面，反射镜(5)的位置坐标为(xB,yB)，当反射镜(5)运动时，其在x、y方向产生位移增量分别为Δx和Δy，干涉镜(3)绕z转动角度为反射镜转动的角度为202重复步骤201，利用工控系统将式(1)确定的角度旋转控制量传输给干涉镜(3)和反射镜(5)绕z轴的伺服电动机，使干涉镜(3)与反射镜(5)转过相同的角度完成干涉镜(3)和反射镜(5)在xy平面内的实时连续对准。4.根据权利要求3所述的一种激光干涉仪自动对光的测量方法，其特征在于，所述步骤③中在yz坐标平面内，激光干涉仪的干涉镜和反射镜实时连续对准过程为：301基于步骤102与步骤201，选定yz平面，反射镜(5)的位置坐标为(yB,zB)，当反射镜(5)运动时，其在y、z方向产生位移增量分别为Δy和Δz，干涉镜(3)和反射镜(5)绕x转动角度θA与θB关系为θA＝θB＝arctan[(zB+Δz)/(yB+Δy)]-arctan(zB/yB...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志兵，冷寿阳，张路，王西彬，程继超，黄涛，籍永建，焦黎，颜培，赵轲，王东前，杨洪建，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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