激光干涉仪使用方法

用激光干涉仪系统进行精确的线性测量最佳操作及实践经验1 简介本文描述的最佳操作步骤及实践经验主要针对使用激光干涉仪校准机床如车床、铣床以及坐标测量机的线性精度。但是，文中描述的一般原则适用于所有情况。与激光测量方法相关的其它项目，如角度、平面度、直线度和平行度测量不包括在内，用于实现 0.1 微米即0.1ppm 以下的短距离精度测量的特殊方法（如真空操作）也不包括在内。微米是极小的距离测量单位。（1 微米比一根头发的 1/25 还细。由于太细，所以肉眼无法看到，接近于传统光学显微镜的极限值）。可实现微米级及更高分辨率的数显表的广泛使用，为用户提供了令人满意的测量精度。尽管测量值在小数点后有很多位数，但并不表明都很精确。（在许多情况下精度比显示的分辨率低 10-100 倍）。实现 1 微米的测量分辨率很容易，但要得到 1 微米的测量精度需要特别注意一些细节。本文描述了可用于提高激光干涉仪测量精度的方法。2光学镜组的位置光学镜的安放应保证其间距变化能够精确地反映待校准机器部件的线性运动，并且不受其它误差的影响。方法如下：2.1使 Abbe 邙阿贝）偏置误差降至最低激光测量光束应当与需要校准的准线重合（或尽量靠近）。例如，要校准车床 Z 轴的线性定位精度，应当对测量激光光束进行准直，使之靠近主轴中心线。（这样可以极大降低机床俯仰（pitch）或扭摆（yaw）误差对线性精度校准数据的影响。2.2将光学镜组固定牢靠要尽量减小振动影响并提高测量稳定性，光学镜组应牢牢固定所需的测量点上。安装支柱应尽可能短，所有其它紧固件的横截面都应尽量牢固。磁力表座应直接夹到机床铸件上。避免将其夹到横截面较薄的机器防护罩或外盖上。确保紧固件表面平坦并没有油污和灰尘。2.3将光学镜组直接固定在相关的点上材料膨胀补偿通常只应用在与测量激光距离等长的材料路径长度上。如果测量回路还包括附加的结构，该“材料死程”的任何热膨胀或收缩或因承载而发生的偏斜都将导致测量误差。为尽量减少此类误差，最好将光学镜组直接固定到所需的测量点上。在机床校准中，一个光学镜通常固定在工件夹具上，而另一个光学镜组则固定在刀具夹具上。激光测量将会精确地反映刀具和工件之间发生的误差。即使机器防护系统和机器盖导致难于接近，也一定要尽量将干涉镜和角锥反射镜都固定到机器上。不要将一个光学镜安装在机器内部而另一个安装在外部如支在机器外地面的三脚架上，因为整台机器在地基上的移动可能导致...