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双频激光干涉仪

球王会官方激光干与仪丈量原理ppt

发布时间:2021-08-03 03:34:57 来源:m6米乐网页版 作者:球王会官方网址
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  激光干与仪原理介绍 ——线性丈量与回转轴校准 一、基本概念 什么是激光干与仪? ? 激光干与仪是运用激光作为长度基准,对数控设备(加 工中心、三座标丈量机等)的方位精度(定位精度、重 复定位精度等)、几许精度(俯仰扭摆视点、直线度、 笔直度等)进行精细丈量的精细丈量仪器。 机床精度的21项差错 For Linear measurement (3): xdx ydy zdz For Angular measurement (9): Ax Bx Cx Ay By Cy Az Bz Cz For Straightness measurement (6): xdy xdz ydx ydz zdx zdy For Squareness measurement (3) XZ, XY, YZ 激光的产生 LASER是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的缩写,意为经过受激发射线的放射到达光的扩大,即激光。 大多数现代位移干与仪都运用氦氖 (He-Ne) 激光管,这些激光管具 有633纳米 (nm) 的波长输出 氦氖激光管的构成如下所示: 激光及其特色 ? 激光输出可视为一束正弦波。 波长 ?激光具有三个重要特性: ?激光波长十分安稳,能够精细丈量丈量的要求。 ?激光波长十分短,能够用于高精度丈量。 ?激光具有干与特性。 光的干与 ? 光具有波粒二象性。 ? 两列或几列光波在空间相遇时彼此迭加,在某些区域一直 加强,在另一些区域则一直削弱,构成安稳的强弱散布的 现象。 ? 产生安稳干与的条件 :只要两列光波的频率相同,位相 差安稳,振荡方向共同的相干光源,才干产生光的安稳干 涉。由两个一般独立光源宣布的光,不或许具有相同的频 率,更不或许存在固定的相差,因此,不能产生安稳干与 现象。 二、激光干与丈量原理 + + + - = = 两列振幅为A1、 A2,频率为f,初始相位分别为?1和 ?2 的光在空间叠加时的光 强为: E ? A1 cos(2? ft ? ?1) ? A2 cos(2? ft ? ?2 ) 若光的振幅持平: ?相位角相一起,复合光强为原先的2倍,产生明条纹。 ?当相位角相差180°(半个波长)时,复合光强为0,产生暗条纹。 二、激光干与丈量原理 ? XL-80激光丈量回路如下 ?假如丈量光路长度改动(角 锥反射镜C移动),干与光束 的相对相位将改动,由此产 生的相长干与和相消干与的 循环将导致叠加光束强度的 明暗周期改变。 ? 角锥反射镜每移动316 nm, 就会呈现一个光强改变循环 (明-暗-明)经过核算这 些循环来丈量移动。 ? 经过在这些循环之间进行相 位细分,完成更高分辨率 (1 nm) 的丈量。 ①输入光束 ②参阅光束 ③丈量光束 ④叠加光束 二、激光干与丈量原理 为什么要用双频激光干与仪? ? 单频激光干与仪是一种直流丈量体系,存在较大的零漂;一起由 于空气湍流,机床油雾,切削屑等会使光束产生偏移或波面歪曲, 导致激光束强度产生改变,就有或许使光电信号低于计数器的触 发电平而使计数器中止计数。 ? 双频激光干与仪的信号时沟通信号,因此关于双频激光干与仪来 说,可用扩大倍数较大的沟通扩大器对干与信号进行扩大,这样, 即便光强衰减90%,仍然能够得到适宜的电信号。 ? 双频激光干与仪能够在恒温,恒湿,防震的计量室内检定量块, 量杆,刻尺和坐标丈量机等,也能够在一般车间内为大型机床的 刻度进行标定。 三、Renishaw XL-80激光干与仪丈量体系简介 Renishaw公司是世界领先的计量解决方案供货商,成 立于1973年,供给坐标丈量机、数控机床体系的解决方案。 产品包含各种测头、校准、光栅、编码器、数字化扫描及 光谱体系。 ? 1987年初次推出ML10校准激光干与仪 ? 2001年推出ML10 Gold Standard激光干与仪, 它是当今世界领先的校准体系。 ? 2007年推出XL-80校准激光干与仪,功能更强 大。 三、Renishaw XL-80激光干与仪丈量体系简介 XL-80基本线补偿器 ?三角架和云台 ?线性丈量镜组 ?核算机和软件 线性丈量回路 B (固定反射镜) C (移动反射镜) 输出光 反射光 A (分光镜) 丈量光 集合光 线性丈量装置方法 ?固定锥角反射镜与 分光镜经过装置组 件固定在主轴上 ?移动锥角反射镜通 过装置组件固定在 移动的作业台上 ?调整激光头、分光 镜、反射镜在一条 直线上 为什麼需求补偿? 激光波长是高丈量精度的根底,可是激光的波长会遭到空气折射率 的影响。 n? c ?f 其间n为空气折射率,c为激光在真空中的光速,λ为波长,f为频率 空气折射率又遭到大气压、温度和湿度的影响。 环境补偿单元 ? Renishaw XC80环境补 偿单元的高功能能够保 证在0-40度环境温度范 围内,和650-1150 mbar的环境大气压范 围内得到最高的丈量精 度。 空气压力 Accuracy: ±1.0 mbar 湿度 Accuracy: ±6% 空气温度 Accuracy: ±0.2 °C 资料温度 Accuracy: ±0.1 °C XC-80的放置 ?XC-80环境补偿单元供给的空气温度传感器安 装在一个带强磁力的圆柱底座上,应尽量接近 激光光束的丈量途径并应大致处于运动轴的中 间方位。防止把传感器装置在部分热源例如电 机或冷气流邻近。 ?压力传感器和湿度传感器固定在XC-80环境补 偿单元内。一般情况下,无需丈量光路紧邻区 域的气压或相对湿度。可是,相对湿度传感器 应当远离热源或气流。 XL-80回转轴校准装备 ?XL-80激光头 ?三角架和云台 ?视点丈量镜组 ?XR20回转轴校准组件 ?核算机和软件 回转轴校准光


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