激光干涉仪在检测数控机床精度方面的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪通过测量光的干涉现象来实现精密测量。
它利用激光的特性,通过将激光
分成两束,一束作为参考光束,另一束经过机床的运动系统后作为测量光束。
当两束光重
新合成时,会产生干涉现象,干涉条纹的变化可以反映出机床运动系统的变化。
1. 机床运动误差的检测:激光干涉仪可以实时测量机床的运动误差,例如位置误差、直线度、圆度等。
通过与已知精度的参考标准进行比对,可以评估机床的运动系统是否达
到要求,并及时发现和纠正问题。
2. 机床加工误差的检测:机床在加工过程中,由于刀具磨损、工件变形等原因,会
产生加工误差。
激光干涉仪可以实时监测和记录加工过程中的加工误差,通过分析和比对
测量数据,可以评估机床的加工精度,提高加工质量。
3. 机床刚度的检测:机床的刚度是衡量其抗变形性能的重要指标。
激光干涉仪可以
通过测量机床的刚度进行评估,例如测量机床在不同负载下的变形量,从而评估机床的刚
度性能,为优化机床结构提供参考。
4. 机床热变形的检测:机床在工作过程中会受到热变形的影响,影响其加工精度和
稳定性。
激光干涉仪可以通过测量机床的热变形量,了解机床的热稳定性,并配合温度传
感器等设备,实时监测和控制机床的温度变化,提高机床的热稳定性。
激光干涉仪在机床精度检测中具有重要的应用价值。
通过实时监测和测量,可以提供
高精度和可靠的数据,帮助机床生产厂家和用户评估机床的精度和稳定性,优化机床结构
和加工过程,提高机床的加工质量和生产效率。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪是一种高精度、高分辨率的测量设备,广泛应用于机床精度检测中。
机床是制造业中非常重要的加工设备,其精度对产品质量起到决定性的作用。
激光干涉仪通过测量机床加工过程中的振动和变形,可以快速准确地评估机床的精度,并进行相应的调整和修正。
激光干涉仪的工作原理是利用激光的干涉现象来实现测量。
其基本构造包括激光器、分束器、反射镜和探测器等部件。
在实际应用中,激光干涉仪通常需要固定在机床的工作台或主轴上,通过测量激光在加工过程中的干涉信号,来了解机床的精度情况。
1. 测量机床的静态误差:静态误差是指机床在不同位置和方向上的加工精度偏差。
激光干涉仪可以通过测量加工台或主轴在各个位置上的干涉信号来评估机床的静态误差,并得出相应的补偿值。
这样可以及时纠正机床的误差,提高加工的精度和质量。
2. 测量机床的动态响应:动态响应是指机床在加工过程中的振动情况。
激光干涉仪可以实时测量加工台或主轴的振动信号,并将其转化为干涉条纹,通过分析干涉条纹的频率和振幅等参数,评估机床的动态响应。
这样可以及时发现机床的振动问题,并采取相应的措施进行修复和调整。
3. 监测机床的变形情况:机床在加工过程中会因为受到力的作用而发生变形,从而影响加工精度。
激光干涉仪可以通过测量加工台或主轴的变形情况,提供实时准确的变形数据。
这样可以帮助操作人员及时发现机床的变形问题,并采取相应的措施来避免或减少变形对加工精度的影响。
应用激光干涉仪检测数控机床位置精度
F
应 用 激 光 干 涉 仪 检 测
数控相 床 位 置精度
■ 文 /航 宇救生装备有 限公司 张少宏
本文 系统 的介绍 了使 用激光 干 涉仪检 测数 控机 干涉仪在 1 0年 出现 .更适宜在 车间环境 中使 用 。 7 9
床 位置精度 的方法 ,并介绍 了相 关国家标准 ,使读者
固定长 度的基 准臂 。 而 另一个 反光镜 可 以相对 于分 光 镜移动 .形成 可变 长度 的测量 臂 。
维普资讯
技 术 前 沿
自的光电转换元件 、放大器 、整形器后进入减法器相 减 ,输 出成 为仅含 有 ±△ f 的电脉 冲信号 。经可逆计 数器计数 后 ,由电子计算机 进行 当量换算 ( 以 1 乘 /
第 _ 激 光 -涉 仪配 置参 数 I = 丁 :
国雷尼绍公 司生产 的 ML 0双频激光 干涉仪 系统为例 1
表 1 E IH W 1 R NS A ML0双频激光干涉仪系统性能
I号 序
I
介 绍激光干 涉仪在 数控机 床位置精度测 量 中的应用 。 R NS A E IH W M 1 双频激光干涉仪线性测量设置 L 0 见 图 2.将一个反光镜 牢固地接上分光镜 .形成一个
初步 了解应 用激 光 干涉 仪检 测数 控机床 的过程 及 方
法 ,可 为机 床制造 厂商和机床 最终 用户检测 、验 收 、 调 整 数控机 床提供 参 考 。
一
氰甄激
概 述
随着 国 内制造 业装备 水平 的提 高 ,数 控机 床更 广 泛 的应用 于军 民 品生产 中 ,并 占据 着越 来 越重 要
s e 0测量分 析软件和测量镜组 等构成 ,主要性能见 r 1
激光干涉仪应用之机床定位精度检测及补偿
激光干涉仪应用之机床定位精度检测及补偿随着《中国制造2025》的提出,中国制造工业化改革浪潮正如火如荼的展开,在世界经济增速放缓与战略转型带来的压力和机遇下,全世界的机床工具产业也正在不断升级和变化。
新的市场需求促使机床工具产业向更高精度、更稳定、更高效方向发展,而机床产业的进一步升级更离不开激光干涉仪。
在机床制造中,重复定位精度是非常重要的,今天就为大家展示一下中图仪器工程师在某精密机器公司,使用SJ6000激光干涉仪测量机床重复定位精度的实际应用。
SJ6000激光干涉仪为机床机定位误差(螺距补偿)、反向间隙修正提供依据。
操作人员通过指定每个机床轴的补偿值来消除机床定位系统中的定位误差。
后期通过对机床轴的补偿,可以将误差降低到几乎为零的程度,大大提高机床作业精度。
补偿时需要先获得正确的误差补偿值,操作人员需在轴上的不同点测量机床的预期位置和实际位置之间的微小差异。
进行重复定位测量前,需要使用附件里的两个外加螺丝将其中一个线性反射镜安装在分光镜上,这个组合装置称为“线性干涉镜”。
线性干涉镜放置在激光器和线性反射镜之间的光路上,用它的反射光线形成激光光束的参考光路。
另一束光通过分光镜入射到线性反射镜,通过线性反射镜的移动来实现线性定位测量。
使用激光干涉仪测量定位误差,并用检定软件进行记录,可以轻松获取轴上多点测量的误差表。
这些误差能够被转译成补偿值,在相应机床控制器软件位置进行补偿值的写入,实现机床的定位误差补偿(螺距补偿)、反向间隙补偿。
时至今日越来越多的机械加工公司认识到,激光干涉仪对机床运动导轨和滚珠丝杆的各项参数检测分析、校准补偿的重要性,而机床在装配、加工、生产的同时更需要频繁的使用到激光干涉仪,来进行多种几何量精度参数的测量以及动态性能的测试、分析。
所以从宏观角度来讲,激光干涉仪对机床工具产业乃至整个制造工业的升级,都是功不可没的。
数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线
数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线数控机床是现代制造业中不可或缺的设备之一,尤其在高精度加工领域中,更是不可或缺的工具。
数控机床的定位精度是影响其加工质量的重要因素之一,因此,定位精度的测试显得尤为重要。
目前,激光干涉仪是测试数控机床定位精度的常用设备之一。
本文将就数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线进行详细介绍。
1. 数控机床定位精度数控机床在工作过程中,需要通过运动系统来实现加工工件的位置精度,而这个位置精度即为数控机床的定位精度。
数控机床的定位精度包括位置定位精度和距离重复精度。
(1)位置定位精度:是指在一次加工工作中,机床加工点在机床坐标系中与工件实际要求位置的偏差。
(2)距离重复精度:是指同一位置在不同的加工过程中,机床加工点在机床坐标系中与工件实际要求位置的偏差。
定位精度的误差会对加工质量产生影响,例如当需要精度极高的工件时,如果机床的定位精度达不到要求,那么加工出来的工件就会产生尺寸偏差,从而影响工件质量。
2. 激光干涉仪测试曲线现代数控机床大多采用了闭环控制系统,提高了机床的稳定性和定位精度。
而激光干涉仪是测试数控机床的定位精度的常用设备之一。
其原理是通过将激光束分成两束,分别照射到机床工作台的两个检测点上,然后将反射回来的两束光在干涉仪内进行光程差的测量,从而得到工作台上两个检测点间的距离差。
在使用激光干涉仪进行测试时,会得到一条曲线,称为激光干涉仪测试曲线。
该曲线可以反映机床在不同位置的定位精度,从而帮助机床的运维人员进行机床的维护和保养。
3. 结论通过了解数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线可以得知,数控机床是现代制造业不可或缺的设备之一,在使用过程中需要保证其定位精度,而激光干涉仪则是检测机床定位精度的常用设备之一,其测试结果可以反映机床的状态,方便运维人员进行机床的维护和保养。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用【摘要】激光干涉仪在机床精度检测领域具有重要应用,本文首先简要介绍了激光干涉仪的原理。
然后分别探讨了激光干涉仪在机床定位、加工精度、重点部件和整机精度检测中的具体应用。
通过激光干涉仪可以实现对机床精度的全面检测,为机床的精度提升和故障排查提供重要手段。
最后总结指出,激光干涉仪在机床精度检测领域具有广泛的应用前景,为提高机床加工精度和降低故障率提供了有效的技术支持。
激光干涉仪的应用将进一步推动机床行业的发展,提高机床加工质量,提升整体生产效率。
【关键词】关键词:激光干涉仪、机床、精度检测、定位、加工、重点部件、整机、领域、应用前景、精度提升、故障排查。
1. 引言1.1 激光干涉仪在机床精度检测中的应用激光干涉仪是一种高精度、非接触式测量仪器,广泛应用于机床精度检测领域。
通过测量光波的干涉现象,激光干涉仪能够实现对机床定位、加工精度、重点部件和整机精度等方面的精准检测。
在现代制造业中,机床的精度直接影响到产品的质量和市场竞争力,因此利用激光干涉仪进行精度检测具有重要意义。
激光干涉仪基于激光光束的叠加干涉原理,能够精确测量不同部位的表面平整度、平行度、垂直度等参数,为机床的精度提升提供了重要依据。
激光干涉仪还可以实时监测机床加工过程中的变形和振动情况,帮助工程师及时调整工艺,保证加工精度。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用具有广泛前景,为提高机床加工精度和故障排查提供了重要手段。
随着制造业的不断发展和进步,激光干涉技术将在机床领域发挥更加重要的作用,推动行业向着更高精度、更高效率的方向发展。
2. 正文2.1 激光干涉仪原理简介激光干涉仪是一种通过激光光束的干涉现象来测量物体形状、表面轮廓或者位置的精密仪器。
其原理基于光的干涉现象,即光波的叠加。
激光干涉仪通常由激光光源、分光镜、合并镜、待测物体、反射镜、干涉条纹图像采集器等部件组成。
激光干涉仪的工作原理是利用激光器产生的单色平行光束,经分束镜拆分成两束光,分别经过不同路径到达合并镜反射后汇聚在待测物体表面,然后再经待测物体表面反射回来,通过合并镜再次汇聚到干涉条纹图像采集器上。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用一、激光干涉仪的原理及特点激光干涉仪是一种通过激光光束的干涉现象来测量长度、角度、位移等物理量的仪器。
其原理是利用激光器发射出的一束平行光束,经分束器分成两束光,分别射向被测量的表面,当两束光线并行射向被测表面时,其中一束光线通过反射或透射产生光程差,再经干涉,使两束光合成发生干涉条纹。
通过干涉条纹的形成和移动来测量被测量器件的长度、角度、位移等信息。
激光干涉仪具有高精度、非接触、快速测量、适用于不同材料和形状的表面等优点。
激光干涉仪在机床精度检测中得到了广泛的应用。
1. 几何误差检测在机床的使用过程中,由于零部件的磨损、变形以及装配误差等原因,会导致机床发生几何误差,进而影响加工精度。
激光干涉仪可以通过测量机床各部位的位移和形态变化,实时监测机床的几何误差,准确地识别机床的变形情况,以及对机床进行实时调整和修正,保证机床的加工精度。
2. 运动精度检测机床在加工过程中是需要进行各种轴向或者回转的运动,而这些运动需要保证其稳定性和精度。
激光干涉仪可以通过测量机床各轴的运动轨迹和变换,提供准确的运动精度数据,及时发现运动中的误差和振动,帮助调整机床的运动参数,保证加工的精准度。
3. 工件加工精度检测除了机床本身的精度,工件的加工也是影响加工精度的重要因素。
激光干涉仪可以通过测量工件的表面形态、平整度等参数,判断工件的加工质量,为机床运行参数的优化提供准确的数据支持。
1. 高精度激光干涉仪可以实现亚微米级别的精度,远高于传统的测量方法,可以满足精密加工对精度的要求。
2. 非接触激光干涉仪的测量过程是无需接触被测物体的,可以保证被测物体的表面不受干扰,避免了因接触而带来的误差。
3. 高效率激光干涉仪的测量速度快,可以实现实时监测和测量,提高了机床精度的调整效率。
4. 适用性广激光干涉仪适用于各种不同材质和形状的表面,可以满足不同机床和工件的精度检测需求。
四、激光干涉仪在机床精度检测中的发展前景随着人工智能和大数据技术的发展,激光干涉仪将更加智能化、自动化,可以通过数据分析和处理,实现机床的智能维护和优化,进一步提高机床的稳定性和精度。
激光干涉仪测量数控机床位置精度论文
激光干涉仪测量数控机床位置精度摘要:激光干涉仪是一种以波长作为标准对被测长度进行测量的仪器,其主要测量功能在于线形、角度、垂直度、直线度、平面度等方面上应用,随着激光干涉仪测量技术的不断提高,测量软件的不断开发其测量范围越来越广泛,特别是在测量数控机床位置精度方面得到了广泛的应用。
数控机床位置精度,就是指一台机床的刀尖所能够达到控制系统程序设定的目标位置的能力,也是用户最为关注的技术指标及所能够满足加工精度的需求。
本文对利用激光干涉仪测量数控机床位置精度进行了论述,对测量环境、测量标准、测量前准备、测量方法等测量要素进行说明,特别对测量方法中仪器的安装调试、测量目标位置设定、数据采集移动方式、评定方法、分析数据等环节进行了详细的介绍,利用本文所述的测量方法,测量所得结果完全符合gb/t17421.2-2000技术要求。
关键词:激光干涉仪;机床位置精度;1 激光干涉仪测量原理激光器发射单一频率光束射入线性干涉镜,然后分成两道光束,一道光束(参考光束)射向连接分光镜的反射镜,而第二道透射光束(测量光束)则通过分光镜射入第二个反射镜,这两道光束再反射回到分光镜,重新汇聚之后返回激光器,其中会有一个探测器监控两道光束之间的干涉,如图1所示。
若光程差没有变化时,探测器会在相长性和相消性干涉的两极之间找到稳定的信号。
若光程差有变化时,探测器会在每一次光程变化时,在相长性和相消性干涉的两极之间找到变化信号,这些变化会被计算并用来测量两个光程之间的差异变化。
2 激光干涉仪的用途激光干涉仪是一种以波长作为标准对被测长度进行测量的仪器。
激光干涉仪是六十年代末期问世的一种新型的测量设备,由美国hp公司研制成功并于1970年投入市场,随即受到了相关行业特别是机床制造业的重视,其主要在:线形、角度、垂直度、直线度、平面度等方面上应用。
随着激光干涉仪测量技术的不断提高,测量软件的不断开发其测量范围越来越广泛,特别是在测量数控机床位置精度方面用途最为广泛。
运用激光干涉仪对数控设备进行精度补偿的方法
运用激光干涉仪对数控设备进行精度补偿的方法杨娟(南京东华传动轴有限公司)摘要:数控机床精度是影响汽车零部件加工精度的一个直接原因,通过激光 干涉仪对数控机床的定位精度、重复定位精度、反向偏差进行检测和补偿,使机床达到最佳精度,从而保证产品的加工质量。
关键词:激光干涉仪数控机床定位精度反向偏差精度补偿1引言在汽车零部件加工领域,多数企业都是采用 数控设备加工零部件,数控机床精度是影响被加 工工件尺寸精度的一个直接原因。
提高工件加工 精度,首先要提高机床精度,影响数控机床精度的 主要因素为机床零部件和结构的几何误差,工件 的最终加工精度是由机床刀具与工件之间的相对 位移误差决定的。
数控机床的定位精度是指数控工 作台部件在要求的终点所达到的实际位置的精度,实际位置与理想位置之间的误差称为定位误差。
数 控机床的定位精度是评定机床性能的一项重要指 标,它决定数控机床各轴运动的准确程度。
定位精 度的检测目前主要采用激光干涉仪来进行,如测出 的定位精度超出精度误差时,可对数控机床定位精 度误差曲线进行分析,分析机床可能的误差源:机 床滚珠丝杠的螺距误差、齿条的齿距误差、编码器、滚珠丝杠轴承的端部浮动间隙、机床导轨的安装水 平等。
当这些误差源基本排除或调整到最小误差 后,如仍达不到精度要求,可进行误差补偿,使各轴 线的定位精度达到预定的目标值。
我公司的两台加工中心因精度无法满足生产 要求,进行大修后,需恢复其定位精度,本文针对使用激光干涉仪对加工中心精度补偿过程做一个介绍。
2激光干涉仪定位精度的测量原理以英国产Renishaw ML10激光干涉仪测量机 床线性定位精度为例,其测量原理如图1所示。
激 光束由ML10激光发射器产生,这一束单频激光 波长能够达到632.9906nm,在真空状态下,波长稳 定性在长时间范围内能够优于0.1pm。
当这一束激 光到达干涉镜时,它被分裂成反射光束②和发光 束③。
这两束光传播到反射镜后,都被反射到干涉 镜的同一位置,干涉镜对两个光束进行调制后,直 接把光束④传回到激光发射器中,从而使两束光 在检测器中产生干涉条纹。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用激光干涉仪是一种高精度、高灵敏度的测量设备,可以用于机床精度检测中。
激光干涉仪可以测量机床运动的平行度、垂直度、角度误差等各种参数,是机床精度检测中不可或缺的工具之一。
一、激光干涉仪的原理激光干涉仪是一种利用激光光束进行干涉研究的设备。
它的基本原理是:利用激光束的干涉现象进行测量。
干涉是指两束光线相遇,在一定条件下,它们会发生干涉现象,形成干涉条纹。
这些干涉条纹的形态和数量可以反映出被测量的物体的形态、尺寸等信息。
激光干涉仪通常被用于测量机床加工的平行度、垂直度、角度误差等参数。
具体应用如下:1. 测量机床的平行度利用激光干涉仪可以测量机床导轨的平行度。
将激光干涉仪放置在一条导轨上,再让激光束照射在另一条导轨上,此时读取干涉条纹,便可判断导轨是否平行。
利用激光干涉仪可以测量机床主轴的角度误差。
将激光束照射到主轴上,读取干涉条纹,便可判断主轴是否与机床的加工平面保持垂直。
1. 高精度激光干涉仪具有高精度、高灵敏度的特点,可以测量微小的误差和变化。
2. 非接触式测量激光干涉仪是一种非接触式测量设备,不会对机床造成任何影响,保证了机床的精度和稳定性。
3. 测量快速相比传统的测量方法,激光干涉仪具有快速、方便的优点,可以快速地获得精度检测结果,提高了生产效率。
总之,激光干涉仪是一种高精度、非接触式的测量设备,广泛应用于机床精度检测中。
它可以快速、准确地检测出机床的各项参数,保证了机床的精度和稳定性,为加工生产提供了重要的保障。
激光干涉仪在数控机床测量方面的应用
干涉镜 用垂 直 出光 的方 式来对 光检测 。另外 要注 意激光 头的放 置一 定要保 证 将 激光 反射空 间的光 束经 过测量 处理, 这样 可 以控制补 偿误 差, 使得 探测 到 的
光 束 更 加 精 准 。 2 22 激 光干涉 仪 的使用 快捷分 析 激 光 干 涉仪 可 配 合 各 种 折射 镜 、反 射 镜 等 来 作线 性 位 置 、 速 度 、角 度 、真平 度 、真 直度 、平行 度 和垂 直 度 等测 量 工作 , 种 特性 决 定 了其 可 这 作为精 密工具 机或 测量 仪器的 校正工 作 激 光干涉 技术 使得数 控机M v 50 双光 束的 }V 2 0 以从 一 采 c一0及 , - 02可 1 C 个 可移 动的靶 标上 反射 回调制过 的激 光束, 用 H AB型红 色激光 二极 管, 采 D4 其 峰值波 长为 6 0m 阀 门 电流 ≤8 m , 7n , 0A 最大输 出光 功率 5W 由结 平面 发出一 发 m,
激光 干涉 仪, 以激光波 长为 已知长度 , 用光学 原理在 数控机 床上 建立 了 利 激光 干涉系 统 测量位 移 的通用 长度测 量, 可用 于检 测直 线度 、垂直 度 、俯仰 与偏 摆 、平面 度 、平行 度等 。 目前 的激 光干 涉仪 主 要 以位 置 的精准 来 检测 数控 机床 定位 精 度 、重复 定位 精度 、微 量位 移 精度 等 。利用 激 光干 涉 仪进 行数控 机床 的测量 误差 极小, 而且还 能 自动地对 误差 进行监 测补偿 , 并且节 省 大量 时间, 使得测 量 问题 变得 更为简 单 易操作, 使得 工业机床 达 到了最佳 的精 准度 。 1激光 千涉仪 在数 控机 床测 量方 面 的蕾及 激光干 涉仪在数控 机床测量 方面 的普及, 已经成 为机器开发 制造研 究的重 要 内容 , 其精准 的测量校 准功 能是机 器 开发的主 要项 目, 也成 为评 价机器 功 能 的重要指 标 , 对激 光干 涉仪 在数 控机 床 中的使 用研 究也更 为广 泛 。对激 光干 涉仪在 数控机 床的使 用要 求主 要 以质量 控制 为主 , 要保证 高效 、精 准 的测量, 对 于 位置 精 度要 求 高 的机 器 , 要加 入 速度 、振动 、 缓冲 时 间 、共振 和 阻 则 尼 的 研究, 些都 是至 关 重要 的, 些 特性 将影 响到 诸如 位 置精 度 、重复 精 这 这 度 、表 面 粗 糙度 、产 量 以及 磨 损 等工 作 能 力 。 目前使 用 的激 光 干涉 仪 有 i8 年 首推 的 ^ l 97 f O校准 激光干 涉仪 、20 年 R E用于 集成 电路制造 设备 的 L 01 L 精 密 反馈 系统 中的激 光 尺、2 0 O 7年的 X 一 0校 准激 光干 涉仪 、2 0 L8 O 9年 的 R E O2 L I /0光导纤 维激光 尺 。另外还 要更 为先进 精准 的双频激 光干 涉仪 , 量 测 时可 以在 工作 部件 运 动过程 中 自动 采 集数据 , 更接 近 机床 的 实际使 用 状态 。 总之, 激光干 涉仪 已经被 广泛地 应用 于数控 机床 测量方 面, 属于数控 机床 测量 的重要组 成 部分, 未来 的激 光 干涉仪技 术将 更为广 泛, 其测量 方式 也会更 加简
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用一、引言二、激光干涉仪的基本原理及特点激光干涉仪是一种利用光的干涉原理来测量物体形状、表面粗糙度和位移的光学测量仪器。
其工作原理是利用光的波动性和光的波动特性,通过观察和记录光的干涉现象来测量被测量体的形状和尺寸。
其基本构造为激光光源、分束器、反射镜、激光干涉仪、位移传感器和系统电子处理系统。
激光干涉仪的特点主要体现在以下几个方面:第一,高分辨率。
激光干涉仪的测量分辨率可以达到亚微米级别,能够满足精密度量的需求。
第二,测量精度高。
激光干涉仪的测量精度可以达到纳米级别,对于微小尺寸的测量非常适用。
非接触测量。
激光干涉仪采用光学原理进行测量,无需接触被测物体,避免了测量过程中的误差。
第四,测量范围广。
激光干涉仪的测量范围可以覆盖几微米到几十毫米,适用于不同范围尺寸的测量需求。
1.机床导轨直线度测量机床是制造业中常见的加工设备,其导轨的直线度直接影响机床的加工精度。
在传统的检测方法中,通常采用千分尺或者测量块等工具进行检测,但是这种方式的精度有限。
而采用激光干涉仪进行直线度测量,则可以实现高精度的测量。
通过激光干涉仪的引入,可以对机床导轨的直线度进行精确的测量,及时发现导轨的偏差,以便进行调整和修正,提高机床的加工精度。
2.机床工作台平整度检测3.机床主轴径向误差测量机床的主轴径向误差直接影响零件的加工精度和表面质量。
传统的径向误差检测方法通常采用仪表测量,测量精度有限。
而激光干涉仪可以实现对主轴径向误差的高精度测量。
通过设置激光干涉仪的测量范围和角度,可以实时监测机床主轴的径向误差,并进行实时调整和修正,提高主轴的加工精度和表面质量。
四、总结和展望展望未来,随着激光技术的不断发展和完善,激光干涉仪的测量精度和测量范围还将得到进一步提高,其在机床精度检测中的应用将更加广泛。
激光干涉仪还可以与人工智能、大数据等新兴技术相结合,实现机床精度的智能监测和控制,为制造业的转型升级提供强有力的技术支持。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪是用于测量长度、角度、直线度和平面度的一种高精度测量仪器。
它主要
由激光器、分束器、反射镜、干涉仪和信号处理器等组成。
其测量精度能够达到亚微米级别,特别适用于精密机械的调试、校准和检测。
机床是现代制造业中的重要设备,其精度直接影响到加工零件的质量和效率。
因此,
在机床的制造和维护过程中必须进行精度检测。
传统的机床精度检测方法主要包括划线法、测量工具法和角度检测法等,但这些方法难以满足高精度的检测要求,而且需要大量的人
力和物力,效率低下。
相比之下,激光干涉仪具有非接触式、高精度、快速等优点,因此
在机床精度检测中得到了广泛的应用。
1. 直线度检测
直线度是机床重要的检测参数之一。
激光干涉仪可以通过在待测直线和基准直线之间
距离的变化量来判断直线度误差的大小。
在具体操作中,首先选定一条基准直线,将激光
干涉仪沿待测直线移动,在各个测点进行测量,然后利用信号处理器处理数据,计算出待
测直线的直线度误差。
4. 机床调试和校准
机床的调试和校准是机床使用前必须进行的工作。
激光干涉仪可以在机床制造过程中
对各个部件进行检测,减少机床装配过程中的误差,确保机床的精度要求。
在机床使用过
程中,激光干涉仪可以用于校准各个部件的位置和角度,及时发现机床的故障和问题,快
速解决。
总之,激光干涉仪在机床精度检测中的应用具有广泛的优势,其高精度、非接触式、
快速等特点可以提高机床的准确性和效率,为制造业的发展提供了强有力的技术支持。
激光干涉仪检测机床定位精度分析
激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、测量范围大、分辨力高等优点。
通过与不同的光学组件结合,可以实现对线性、角度、平面度、直线度(平行度)、垂直度、回转轴等参数的精密测量,并能对设备进行速度、加速度、频率-振幅、时间-位移等动态性能分析。
在相关软件的配合下,可自动生成误差补偿方案,为设备误差修正提供依据。
激光干涉仪是当代国际机床标准中规定使用的数控机床精度检测验收的测量设备,本文就如何应用激光干涉仪(以中图仪器SJ6000激光干涉仪为例)检验数控机床的定位精度进行了讨论。
测量原理从激光器发出的光束,经扩束准直后由分光镜分为两路,并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上而产生干涉条纹。
当可动反射镜移动时,干涉条纹的光强变化由接受器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号,经整形、放大后输入可逆计数器计算出总脉冲数,再由电子计算机按计算式计算式式中λ为激光波长(N 为电脉冲总数),算出可动反射镜的位移量L。
测量方法(1)安装双频激光干涉仪测量系统各组件。
(2)在需测量的机床坐标轴线方向安装光学测量装置。
典型的安装如图所示:(3)调整激光头,使双频激光干涉仪的光轴与机床移动的轴线昼在一条直线上,即将光路调准直。
(4)待激光预热后输入测量参数。
(5)按规定的测量程序运动机床进行测量。
(6)数据处理及结果输出。
测量误差分析用激光干涉仪检验数控机床定位精度的测量误差主要来源及分析如下:1激光干涉仪的极限误差。
2安装误差它主要是由测量轴线与机床移动的轴线不平行而引起的误差。
3温度误差它主要是由机床温度和线膨胀系数不准备而造成的误差。
在各项测量误差中,温度误差对测量结果的准确性影响最大,所以,为了保证测量结果的准确性,测量环境温度应满足20±5℃,且温度变化应小于±0.2℃/h,测量前应使机床等温12h 以上,同时要尽量提高温度测量的准确度。
另外,如果测量时安装不得当,由安装所造成的误差也是不可忽略的。
用激光干涉仪恢复数控机床的定位精度
位精 度 要求 越来 越 高 , 它 直 接 影 响 工 件 的加 工 精 度 和 质量 , 它 也是 评 价设 备 精度性 能 的重 要指 标 , 也是 设 备 验 收 的重要 内容 。利 用 激光 干涉 仪 自动 测 量各驱 动 轴
A b s t r a c t : T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e r e c o v e r y p o s i t i o n i n g a c c u r a c y o f t h e o l d e q u i p m e n t , g r a t i n g a d j u s t m e n t , p a —
关键 词 : 调 整光栅 尺 中图分 类号 : T H7 4 4
Us i n g l a s e r i n t e r f e r o me t e r t o r e s u me p o s i t i o n i n g a c c u r a c y o f CNC ma c h i n e
的位 置误 差 , 利 用数 控 系统 的螺 距补 偿 功能 进行 调整 ,
用 半 闭环控 制 的系 统 , 可通过参数 “ 1 8 5 1 ” 的数值 , 补 偿 反 向间隙误 差 , 如果 测量数 据 与 目标 值误 差较 大 , 而 多 次测 量数 据 间差别 不 大 , 说 明设 备 的重 复 定 位 精度
型激 光 干涉 仪 , 自动 测量 各驱 动 轴 的定位 精度 , 根 据定
入 反 向间隙 补偿 值 , 再 进 行逐 点 程 序 补偿 。这 样 可有 效 提高 补偿 的效 果 和补 偿 精 度 。H O MMA公 司 机床 y 轴 采用 光栅 尺测量 位 置数据 , 重 复定位 精度 较好 , 参数
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用激光干涉仪是一种精密测量设备,可以用于机床精度检测。
随着机床制造技术的不断发展,机床的精度要求也越来越高,因此机床精度检测变得尤为重要。
本文将介绍激光干涉仪在机床精度检测中的应用。
激光干涉仪是利用激光的干涉原理来测量物体尺寸、形状、位置、速度等参数的一种测量仪器。
它具有测量精度高、灵敏度高、测量速度快、非接触式、不易受测量对象属性限制等优点。
因此,激光干涉仪在机床精度检测中的应用也越来越广泛。
1.测量机床刚性在机床的设计和制造过程中,机床的刚性是一个非常重要的指标。
机床的刚性与质量、运动精度、寿命等密切相关。
激光干涉仪可以用来测量机床的刚性,通过对机床不同部位进行干涉量测,可以得到机床的变形情况以及其对运动精度的影响,从而为改善机床刚性提供依据。
2.测量机床工作台的倾斜度机床工作台的倾斜度会对机床的加工精度产生非常大的影响。
如果工作台倾斜度过大,在进行高精度加工时很容易产生误差。
激光干涉仪可用于测量机床工作台的倾斜度。
将激光干涉仪安装在机床上,然后对工作台进行干涉量测,就能够得到工作台倾斜度的精确数值。
3.测量机床导轨的平整度机床导轨的平整度对机床的定位精度以及运动精度有着非常大的影响。
通过激光干涉仪的测量结果,可以有效地检测出导轨表面的平整度,避免在加工过程中产生误差,还能够为机床的维护提供可靠的数据支持。
4.测量机床主轴的偏心量机床主轴的偏心量会对机床加工精度产生严重的影响。
通过激光干涉仪进行测量,可以准确地测量出机床主轴的偏心量,从而为机床的调整提供指导。
机床工作台的行程精度对加工件的尺寸精度及平行度有很大影响。
通过激光干涉仪整合实现的测量系统,可以精确地测量机床工作台的行程精度,为机床调整提供依据。
总结:。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用摘要:近年来各种高精尖数控机床越来越多,其在各个行业和领域中发挥出了非常重要的作用。
为确保数控机床和加工中心的稳定运行,可借助于激光干涉仪定期对机床实施精度检测,从而确保其加工精度,促进产品质量的提升。
关键词:激光干涉仪;测量误差;产生及消除;激光干涉仪具有测量速度快、测量精度高、测量范围大、分辨力高等优点。
随着数控机床的广泛应用,使用激光干涉仪对数控机床进行定位精度检测,已经成为公认的检测方法。
在检测的准备过程中,准直光路通常会占用较长的时间,介绍一种快速准直光路的测量技巧,通过综合规划三轴测量先后顺序,充分利用已经调好的光路准直条件,快速有效地调节有90°光路旋转轴的测量准直工作,节省了工作时间,提高了工作效率。
一、激光干涉仪的基本原理激光干涉仪实际工作的过程,激光器发出的激光通过分光镜形成两束光,一束直接照射到固定反射镜上出现参考光束,一束直接射到移动反射镜中产生测量光束,随后通过分光镜汇合后干涉。
若两束光相位相反,出现暗条纹;若相位相同则出现明条纹。
测量光路长度出现改变后,干涉光束的相对相位出现改变,将反射镜每移动一个波长的距离即会产生一个明–暗–明的光强度循环,依靠公式进行计算能够准确测量移动,从而了解机床的位置精度。
对数控机床直线运动精度进行检测的过程中,把移动反射镜固定于机床导轨上并和导轨同时运动,对回转运动精度进行检测的过程中,角度反射镜相对角度干涉镜的旋转会导致两束光的光程出现变化,从而计算得到被测角度值。
具体的检测步骤如下:(1)对激光器系统进行设置以做好线性测量准备;(2)确保激光束和机床的运动轴保持准直;(3)启动自动环境补偿功能同时保证在软件中输入准确的材料膨胀系数;(4)对机床线性误差实施测量和记录;(5)对采集的数据信息实施综合分析。
二、激光校准系统1.线性干涉仪的测量原理。
我们称为“线性干涉镜”。
它的作用是为光束提提供一个路径。
激光干涉仪在检测数控机床精度方面的应用
激光干涉仪在检测数控机床精度方面的应用1.前言随着大型数控机床应用的日见广泛,对大型机械两条导轨间平垂直度检测要求也越来越多。
传统的垂直度检测方法如大理石角尺配合干分表方法受标准角尺大小的限制只能应用于小型机器:另外采用四象限等传感器方法,则因传感器的精度漂移和读数稳定性容易受到环境变化的影响,使得其应用范围大大受限。
激光干涉仪是通过激光波长溯源的原理来实现数控机床几何精度及定位精度检测,激光干涉仪主要可以对数控机床进行线性、角度、直线度、垂直度、转轴测量等,下面就来一一讲解。
2.测量应用2.1.线性测量2.1.1.线性测量构建要进行线性测量,需使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上,组装成“线性干涉镜”。
线性干涉镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上,用它的反射光线形成激光光束的参考光路,另一束光入射到线性反射镜,通过线性反射镜的线性位移来实现线性测量。
如下图所示。
线性测量构建图水平轴线性测量样图垂直轴线性测量样图2.1.2.线性测量的应用激光干涉仪可用于精密机床定位精度、重复定位精度、微量位移精度的测量。
测量时在工作部件运动过程中自动采集并及时处理数据。
激光干涉仪应用于机密机床校准2.2角度测量2.2.1.角度测量构建与线性测量原理一样,角度测量需要角度干涉镜和角度反射镜,测试时角度反射镜和角度干涉镜必须有一个相对旋转,相对旋转后两束光的光程差就会发生变化,而光程差的变化会被激光干涉仪探测器探测出来,由软件将线性位置的变化转换为角度的变化显示出来。
角度测量原理及测量构建水平轴俯仰角度测量样图水平轴偏摆角度测量样图2.2.2.角度测量的应用机床准直平台/倾斜工作台的测量由于角度镜组的不同安装方式,其测量结果代表不同方向的角度值。
您可以结合实际需要进行安装、测量。
水平方向角度测量垂直方向角度测量在垂直方向的角度测量中,角度反射镜记录下导轨在不同位置时的角度值,可由软件分析出导轨的直线度信息,实现角度镜组测量直线度功能。
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
激光干涉仪在机床精度检测中的应用
随着机床工艺的不断提高,尺寸形状精度也越来越高,丝毫不允许有误差存在。
如今的机床精度检测,需要使用精度更高的仪器进行,以保证机床的整体精度。
而在众多的检测仪器中,激光干涉仪被广泛应用于机床精度检测中。
一、激光干涉仪的工作原理
激光干涉仪是通过激光的干涉来测量光程差的变化,根据光程差的变化量,求得检测物体的精度。
激光干涉仪具有精度高、响应速度快、不受温度、压力、电磁干扰等影响的优点,可以用于机床的尺寸形状精度检测。
1.轴线误差检测
机床的轴线误差是一项非常重要的指标,可以直接影响到机床的精度和稳定性。
通过激光干涉仪进行检测,可以精确测量出机床的轴线误差,进一步进行调整。
2.平面度误差检测
4.形位公差检测
1.精度高
激光干涉仪测量的精度非常高,能够实时反馈机床的误差情况,帮助工作人员及时发现机床存在的问题,进行调整和修复。
2.响应速度快
激光干涉仪的响应速度非常快,可以实现实时监测机床的工作状况,并及时反馈误差信息。
3.不受环境干扰
激光干涉仪不受温度、压力、电磁干扰等环境因素的影响,能够在各种环境下正常工作,并保证测量的准确性。
4.数据可靠
激光干涉仪的数据非常可靠,从而可以帮助工作人员精确地了解机床的工作情况和误差状况,为机床的维护提供参考。
总之,激光干涉仪在机床精度检测中的应用,为机床工业带来了非常重要的帮助。
通过激光干涉仪的检测,可以精确测量机床的误差情况,并及时进行调整,不仅能够保证机床的精度和稳定性,还能够提高机床的工作效率和生产效益。
激光干涉仪在精密测量中的应用
激光干涉仪在精密测量中的应用随着科技的不断发展,现代制造业对于精度的要求越来越高。
对于机械制造、电子制造等行业,精度的提高不仅可以提高产品的质量,还可以提高生产效率。
这就需要采用一种精密测量工具,激光干涉仪就是一种极具代表性的精密测量工具。
什么是激光干涉仪?激光干涉仪(Laser Interferometer)是一种利用激光光束来进行精密测量的仪器。
它的基本原理是将激光光束分为两束,通过分束镜分别照射待测物体的两个位置,在较远的相遇位置上形成干涉条纹。
通过计算干涉条纹的位移,就可以测量待测物体的微小位移量,进而得到高精度的测量结果。
激光干涉仪的应用目前,激光干涉仪在制造业、科研、医疗、航天等领域得到了广泛应用,主要表现在以下几个方面:1.制造业中的应用激光干涉仪广泛应用于机床、机器人、制造自动化及其检测等领域,可以测量机床、工件等零件的位置、位移、轮廓等精密尺寸,并且可以检测磨损、变形、倾斜等机床设备的机械运动参数,提高了机床的运动精度和工作效率。
2.科研领域中的应用激光干涉仪在科研领域中的应用也比较广泛,例如测量重力波、光学元件精度等。
通过对干涉条纹的观察和计算,可以测量非常微小的物理量,如长度、位移、形态等。
此外,激光干涉仪还可以作为光学元件的精度测量工具,可以实现对光学元件表面的高精度测量,为精密仪器的设计和制造提供了依据。
3.医疗领域中的应用激光干涉仪还可以用于医疗领域,医生可以使用它来测量人体脊柱、关节等部位的位移和变化情况,用于对疾病的诊断和治疗。
4. 航天领域中的应用在航天领域,激光干涉仪可以用于对航天器的定位、姿态、形变等参数的精密测量。
因为在航天环境下目标物体的位置和姿态极其不稳定,需要进行工作间断的特殊操作,激光干涉仪可以较好地完成相关任务。
激光干涉仪有非常广泛的应用前景,相信会在未来的科技发展中发挥更为重要的作用。
总结激光干涉仪是一种通过分析激光光束干涉条纹位置变化,高精度测量物体位移、形态等参数的精密测试仪器。
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激光干涉仪在检测数控机床精度方面的应用
1.前言
随着大型数控机床应用的日见广泛,对大型机械两条导轨间平垂直度检测要求也越来越多。
传统的垂直度检测方法如大理石角尺配合干分表方法受标准角尺大小的限制只能应用于小型机器:另外采用四象限等传感器方法,则因传感器的精度漂移和读数稳定性容易受到环境变化的影响,使得其应用范围大大受限。
激光干涉仪是通过激光波长溯源的原理来实现数控机床几何精度及定位精度检测,激光干涉仪主要可以对数控机床进行线性、角度、直线度、垂直度、转轴测量等,下面就来一一讲解。
2.测量应用
2.1.线性测量
2.1.1.线性测量构建
要进行线性测量,需使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上,组装成“线性干涉镜”。
线性干涉镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上,用它的反射光线形成激光光束的参考光路,另一束光入射到线性反射镜,通过线性反射镜的线性位移来实现线性测量。
如下图所示。
线性测量构建图
水平轴线性测量样图垂直轴线性测量样图
2.1.2.线性测量的应用
激光干涉仪可用于精密机床定位精度、重复定位精度、微量位移精度的测量。
测量时在工作部件运动过程中自动采集并及时处理数据。
激光干涉仪应用于机密机床校准
2.2角度测量
2.2.1.角度测量构建
与线性测量原理一样,角度测量需要角度干涉镜和角度反射镜,测试时角度反射镜
和角度干涉镜必须有一个相对旋转,相对旋转后两束光的光程差就会发生变化,而光程
差的变化会被激光干涉仪探测器探测出来,由软件将线性位置的变化转换为角度的变化
显示出来。
角度测量原理及测量构建
水平轴俯仰角度测量样图水平轴偏摆角度测量样图
2.2.2.角度测量的应用
机床准直平台/倾斜工作台的测量
由于角度镜组的不同安装方式,其测量结果代表不同方向的角度值。
您可以结合实际需要进行安装、测量。
水平方向角度测量
垂直方向角度测量
在垂直方向的角度测量中,角度反射镜记录下导轨在不同位置时的角度值,可由软件分析出导轨的直线度信息,实现角度镜组测量直线度功能。
2.3.直线度测量
2.3.1.直线度测量构建
激光头射出后的激光由直线度干涉镜以一定的小角度分为两束,并入射到直线度反射镜
中。
经直线度反射镜反射后,沿着新光路返回到直线度干涉镜中,经直线度干涉镜合束后返回激光头的进光口,当直线度干涉镜偏离光线,则两光束产生光束差,由激光干涉仪探测器探测出来,由软件计算显示出来。
直线度测量原理
在直线度测量过程中,一般尽可能的采用直线度干涉镜相对于直线度反射的运动,这样操作有利于提高测量的准确性和精度。
直线度测量构建
2.3.2.直线度测量应用
由于导轨磨损、事故造成的导轨损坏以及地基不牢导致的导轨弯曲等,会对机器的定位、加工精度带来直接的影响。
直线度测量可以显示出机器导轨的弯曲的情况,并可由生成的直线度误差对机器的性能做出评价和补偿。
直线度测量可以对水平面和垂直面进行测量,这取决于直线度干涉镜和反射镜安装的方法。
测量时,直线度反射镜固定,直线度干涉镜安装在移动的工作台上,通过直线度干涉镜的移就可以测量工作台的直线度。
机床平台左右方向直线度测量
机床平台上下方向直线度测量
2.4.垂直度测量
2.4.1.垂直度测量构建
垂直度的测量是直线度测量在二维方向上的延伸,进行垂直度测量就是在同一基准上对
两个标称正交轴分别进行直线度的测量。
然后对两个轴的直线度进行比较,得出两个轴的垂直度。
共同的参考基准通常指的是两次测量时反射镜的光学准直轴,在两次测量过程中既不移动、也不调整,光学直角尺用于至少一次测量中,允许调整激光束与直线度的准直,而不动直线度反射镜。
垂直度误差 = 棱镜误差 - (倾斜度 1 + 倾斜度 2)
垂直度测量构建
2.4.2.垂直度测量应用
垂直度测量通过比较直线度值从而确定两个标称正交坐标轴的垂直度。
垂直度误差可能是导轨磨损、机器地基差或双驱动机器上的两原点传感器未准直造成的。
垂直度误差将对机器的定位精度及插补能力产生直接影响。
一般情况下对于超过1.5米长的机器轴,使用激光干涉仪这样的光学方法是唯一的选择,因为传统的实物基准,如直角尺(金属或大理石等) 的长度一般局限于1米的范围内。
X,Y工作台和水平面垂直度测量:不管是什么类型的XY平台,包括龙门型或者混合型或者其他类型的XY平台,无论是大型或者小型平台,重要的是有一个共同的参考基准,如图31所示的直线度反射镜,测量过程中直线度反射始终镜保持不动。
机床垂直度测量
2.5.回转轴测量
利用高精密转台与角度测量镜组中的角度干涉镜,即可对回转轴进行任意角度测量和校准。
高精密转台小巧轻便、单手可握,可多种方式安装在被测机床上;高精密转台内置准直角度反射镜,提高操作效率;使用时采用锂电池供电、无线蓝牙传输数据,避免了绕线、线拖拽。
高精密转台应用
回转轴校准原理:
1、将转台定位在被测轴上并调整激光系统的准直(转台可以自动调整与光轴的垂直)。
2、在轴的起始位置将激光装置置零,在计算机上开始采集数据并运行数控程序。
3、完成越程后,轴到达起始目标位置(激光读数为零),记录激光读数。
4、被测轴以5°步距移至第二个目标,转台内置的反射镜反向旋转5°。
5、系统结合激光干涉仪与转台的读数,记录被测轴在5°的位置误差。
6、通过使回转轴依次到达一系列测量点,可测量并绘出轴的总体误差图。