一种运动台直线位移测量及偏转检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种运动台直线位移测量及偏转检测装置，所述激光干涉仪与机床活动连接，所述转接板与机床上的运动台固定连接，所述直角棱镜与所述转接板固定连接，并位于所述转接板与所述激光干涉仪之间，所述分束镜与机床固定连接，且位于所述激光干涉仪的一侧，所述PSD位置传感器与机床活动连接，并位于所述分束镜的下方。达到提高运动台直线位移测量及偏转检测装置的测量精度的目的。

A device for measuring linear displacement and deflection of motion table

The invention discloses a device for measuring the linear displacement and deflection of a moving table, wherein the laser interferometer is movably connected with a machine tool, the transfer plate is fixedly connected with the moving table on the machine tool, the right angle prism is fixedly connected with the transfer plate, and is located between the transfer plate and the laser interferometer, the beam splitting mirror is fixedly connected with the machine tool, and is located in the laser interference On one side of the instrument, the PSD position sensor is movably connected with the machine tool and is located under the beam splitting mirror. In order to improve the measurement accuracy of the linear displacement measurement and deflection detection device of the motion table.

【技术实现步骤摘要】
一种运动台直线位移测量及偏转检测装置
本专利技术涉及精密测量
，尤其涉及一种运动台直线位移测量及偏转检测装置。
技术介绍
车床等设备上的运动台做直线运动时需要高精度定位测量，同时由于导轨加工误差及磨损、驱动电机及制动结构老化等原因，导致实际中机床直线运动台会产生偏转或偏移，导致定位测量出现误差，严重影响加工精度。目前利用运动台直线位移测量及偏转检测装置实现对高精度机床直线运动台高精度定位测量和对偏移量的检测，但是现有的运动台直线位移测量及偏转检测装置的测量精度低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种运动台直线位移测量及偏转检测装置，旨在解决现有技术中的运动台直线位移测量及偏转检测装置的测量精度低的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的一种运动台直线位移测量及偏转检测装置，包括激光干涉仪、转接板、直角棱镜、分束镜和PSD位置传感器，所述激光干涉仪与机床活动连接，所述转接板与机床上的运动台固定连接，所述直角棱镜与所述转接板固定连接，并位于所述转接板与所述激光干涉仪之间，所述分束镜与机床固定连接，且位于所述激光干涉仪的一侧，所述PSD位置传感器与机床活动连接，并位于所述分束镜的下方。其中，所述激光干涉仪为双频光学四倍程激光干涉仪，所述激光干涉仪包括壳体、激光器、偏振分光镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片、固定镜和第一角锥棱镜。其中，所述激光器与所述壳体固定连接，并位于所述壳体的内部，所述偏振分光镜与所述壳体固定连接，并位于所述激光器的输出光路的一侧，所述第一四分之一波片与所述壳体固定连接，并位于所述偏振分光镜的上方，所述第二四分之一波片与所述壳体固定连接，并位于所述偏振分光镜远离所述激光器的一端，所述固定镜设于所述第一四分之一波片的上方，所述第一角锥棱镜设于所述偏振分光镜远离所述第一四分之一波片的一端，所述直角棱镜设于所述第二四分之一波片远离所述偏振分光镜的一端，所述分束镜设于所述第二四分之一波片和所述直角棱镜之间。其中，所述激光器的输出光路利用所述直角棱镜在双频光学四倍程激光干涉仪的干涉臂和测量臂中各走四个来回。其中，所述激光器与所述壳体固定连接，并位于所述壳体的内部，所述偏振分光镜与所述壳体固定连接，并位于所述激光器的输出光路的一侧，且所述偏振分光镜的下方固定连接有所述分束镜，所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片分别与所述壳体固定连接，且所述第一四分之一波片位于所述偏振分光镜的左侧，所述第二四分之一波片位于所述偏振分光镜的下侧，所述固定镜和第一角锥棱镜分别与所述壳体固定连接，所述固定镜位于所述偏振分光镜的左侧，所述第一角锥棱镜位于所述偏振分光镜的右侧，所述直角棱镜设于所述第二四分之一波片的下方，且所述直角棱镜沿直线运动。其中，所述激光器选用波长为632.8nm的氦氖激光器，且氦氖激光器产生双频激光。其中，所述PSD位置传感器的波长范围为400nm～1000nm。其中，所述PSD位置传感器的位置分辨率为500nm～800nm。其中，所述PSD位置传感器的尺寸为20mm×20mm。本专利技术的一种运动台直线位移测量及偏转检测装置，通过所述激光干涉仪与机床活动连接，所述转接板与机床上的运动台固定连接，所述直角棱镜与所述转接板固定连接，并位于所述转接板与所述激光干涉仪之间，所述分束镜与机床固定连接，且位于所述激光干涉仪的一侧，所述PSD位置传感器与机床活动连接，并位于所述分束镜的下方。其中调整所述激光干涉仪的位置，使标准光投射在所述PSD位置传感器上，以获得校准光斑的坐标值，然后根据坐标值调整所述PSD位置传感器的位置，使得校准光斑投射在三维坐标的轴心处，然后运动台在测量主轴沿设定的测量线段移动，由于所述PSD位置传感器可实现连续测量，运动台从初始点开始，在每两校准点之间通过所述PSD位置传感器可得到因运动台与测量直线之间偏差导致校准光束的光斑在二维坐标上产生的位移变化。在每个校准点的所述激光干涉仪可得到测量主轴方向上的位移值，以此测量运动台直线位移，当运动台沿设定测量线段从初始点开始做匀速运动的过程中，绕Z轴的旋转，即校准光束在所述PSD位置传感器上的光斑会在Y方向产生偏移量；当运动台绕Y轴的旋转，即校准光束在所述PSD位置传感器上的光斑会在X方向上产生偏移量；当运动台产生绕X轴的旋转，即校准光束在所述PSD位置传感器上的光斑会在X、Y方向都产生偏移量，由此测量出偏移量。从而获得提高运动台直线位移测量及偏转检测装置的测量精度的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的运动台直线位移测量及偏转检测装置的结构示意图。图2是本专利技术的运动台直线位移发生偏转时的内部结构示意图。图3是本专利技术的运动台直线位移发生偏转后，光束的光斑投影在二维坐标上的结构示意图。图4是本专利技术的激光干涉仪的内部结构示意图。100-运动台直线位移测量及偏转检测装置、10-激光干涉仪、11-壳体、12-激光器、13-偏振分光镜、14-第一四分之一波片、16-第二四分之一波片、17-固定镜、18-第一角锥棱镜、20-转接板、30-直角棱镜、40-分束镜、50-PSD位置传感器。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1，本专利技术提供了一种运动台直线位移测量及偏转检测装置100，包括激光干涉仪10、转接板20、直角棱镜30、分束镜40和PSD位置传感器50，所述激光干涉仪10与机床活动连接，所述转接板20与机床上的运动台固定连接，所述直角棱镜30与所述转接板20固定连接，并位于所述转接板20与所述激光干涉仪10之间，所述分束镜40与机床固定连接，且位于所述激光干涉仪10的一侧，所述PSD位置传感器50与机床活动连接，并位于所述分束镜40的下方。在本实施方式中，所述激光干涉仪10的型号为ZLM800，其原理为两相干光束频率产生一个小的频差(即拍频)，其中一束作为参考光，另一束作为测量光，照射在待测体上的反射镜。两束光最后在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动台直线位移测量及偏转检测装置，其特征在于，/n包括激光干涉仪、转接板、直角棱镜、分束镜和PSD位置传感器，所述激光干涉仪与机床活动连接，所述转接板与机床上的运动台固定连接，所述直角棱镜与所述转接板固定连接，并位于所述转接板与所述激光干涉仪之间，所述分束镜与机床固定连接，且位于所述激光干涉仪的一侧，所述PSD位置传感器与机床活动连接，并位于所述分束镜的下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种运动台直线位移测量及偏转检测装置，其特征在于，
包括激光干涉仪、转接板、直角棱镜、分束镜和PSD位置传感器，所述激光干涉仪与机床活动连接，所述转接板与机床上的运动台固定连接，所述直角棱镜与所述转接板固定连接，并位于所述转接板与所述激光干涉仪之间，所述分束镜与机床固定连接，且位于所述激光干涉仪的一侧，所述PSD位置传感器与机床活动连接，并位于所述分束镜的下方。


2.如权利要求1所述的运动台直线位移测量及偏转检测装置，其特征在于，
所述激光干涉仪为双频光学四倍程激光干涉仪，所述激光干涉仪包括壳体、激光器、偏振分光镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片、固定镜和第一角锥棱镜。


3.如权利要求2所述的运动台直线位移测量及偏转检测装置，其特征在于，
所述激光器与所述壳体固定连接，并位于所述壳体的内部，所述偏振分光镜与所述壳体固定连接，并位于所述激光器的输出光路的一侧，所述第一四分之一波片与所述壳体固定连接，并位于所述偏振分光镜的上方，所述第二四分之一波片与所述壳体固定连接，并位于所述偏振分光镜远离所述激光器的一端，所述固定镜设于所述第一四分之一波片的上方，所述第一角锥棱镜设于所述偏振分光镜远离所述第一四分之一波片的一端，所述直角棱镜设于所述第二四分之一波片远离所述偏振分光镜的一端，所述分束镜设于所述第二四分之一波片和所述直角棱镜之间。


4.如权利要求3所述的运动台直线位移测量及偏转检测装置，其特征在于，
所述激光器的输出光路利用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元哲，张文涛，熊显名，杜浩，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45