雙頻激光幹涉儀(yi) 是當代國際機床標準中規定使用的數控機床精度檢測驗收的測量設備,本文就如何應用雙頻激光幹涉儀(yi) (以美國惠普公司生產(chan) 的HP5528A雙頻激光幹涉儀(yi) 為(wei) 例)檢驗數控也庫的定位精度進行了討論。
1.測量隱理
由激光頭激光諧振腔發出的He一Ne激光束,經激光偏轉控製係統分裂為(wei) 頻率分別為(wei) f1和f2的線偏振光束,經取樣係統分離出一小部分光束被光電檢測器接收作為(wei) 參考訊號,其餘(yu) 光束經回轉光學係統放大和準直,被幹涉鏡接收反射到光電檢測器上。機床運動使幹涉鏡和反射鏡之間發生相對位移,兩(liang) 束光發生多普勒效應,產(chan) 生多普勒頻移±Δf。光電檢測器接收到的頻率訊號(f1-f2±Δf)和參考訊號(f1-f2)被送到測量顯示器,經頻率放大、脈衝(chong) 計數,送人數字總線,最後經數據處理係統進行處理,得到所測量的位移量,即可評定數控機床的定位精度。
2.測量方法
(1)安裝雙頻激光幹涉儀(yi) 測量係統各組件(如圖1所示)。
(2)在需測量的機床坐標軸線方向安裝光學測量裝置。典型的安裝如圖2所示
(3)調整激光頭,使雙頻激光幹涉儀(yi) 的光軸與(yu) 機床移動的軸線晝在一條直線上,即將光路調準直。
(4)待激光預熱後輸入測量參數。
(5)按規定的測量程序運動機床進行測量。
(6)數據處理及結果輸出。
3.測量誤差分析
用雙頻激光幹涉儀(yi) 檢驗數控機床定位精度的測量誤差主要來源及分析如下:
3.1雙頻激光幹涉儀(yi) 的極限誤差
其中L為(wei) 測量的長度(單位:m)
3.2安裝誤差
它主要是由測量軸線與(yu) 機床移動的軸線不平行而引起的誤差,則有:
式中:L為(wei) 測量的長度;
θ 為(wei) 測量軸線與(yu) 機床移動的軸線之間的夾角。
由於(yu) 光路準直,θ值趨於(yu) 0,故此項誤差忽略不計。
3.3溫度誤差
它主要是由機床溫度和線膨脹係數不準備而造成的誤差,則有:
式中:L為(wei) 測量的長度(單位為(wei) m);
δt為(wei) 機床溫度測量誤差;
α為(wei) 機床材料線膨脹係數;
δα為(wei) 線膨脹係數測量誤差。
從(cong) 上麵分析可以看出,在各項測量誤差中,溫度誤差對測量結果的準確性影響最大,所以,為(wei) 了保證測量結果的準確性,測量環境溫度應滿足20±5℃,且溫度變化應小於(yu) ±0.2℃/h,測量前應使機床等溫12h以上,同時要盡量提高溫度測量的準確度。另外,如果測量時安裝不得當,由安裝所造成的誤差也是不可忽略的。
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