激光准直仪操作规程

激光准直仪操作规程

激光准直测量系统由半导体激光器、光学分光及转向系统、光电接收系统及

液晶显示模块组成。激光光束经转向系统后出射两条相互平行的基准光束,作为导轨的安装检测基准。该系统利用二维PSD作为光电接收器件,采用液晶显示模块显示导轨偏差,可快速、直接、准确地测量导轨安装的偏移量,从而提高导轨安装的精度和速度。实验结果显示测量系统在X,Y方向上的标准偏差分别为：

0.002mm,0.005mm。

1、主要参数

2、主机由半导体激光器、空间位相调制器、壳体、底座、和电源所组成。

3、激光准直仪的特点与工作原理

1）仪器的特点是采用了空间位相调制器。激光束在任意测距上，其横截面均为一组良好的、红黑反差很大的同心圆环，中心光斑亮且小，利于定位。而且在不同测距进行测量时是不用调焦的，实现了无调焦运行差。

中心光斑直径随着工作距离的增大而增大，符合下列参数:

L=2.5米时?0.1mm

L=20米时?1.2mm

L=50米时?2.5mm

2）将仪器固定在主机的回转轴上后用百分表测量仪器端部的测环在盘车处于不同位置时的差值，通过调整仪器底座上的调整螺钉，使其差值越来越小，只要主机轴系配合良好，可以调至±0.02~0.03mm。然后利用置于远离主机15米左右的平面反射镜，将仪器射出的激光束反射至位于仪器附近的测微光靶。在主机盘车时调整仪器壳体上的四只调整螺钉，（必要时适当调整反射镜的角度），使反射回来的激光束画的圆的半径越来越小，最后调至±0.1mm以内为止，此时应再次检查盘车360°时，百分表所显示波动值的范围和测微光靶的测量差值，准确无误时即可用此光轴代替主机的机械轴。

3）二维测微光靶

二维测微光靶是用来记录与测量主机盘车时光轴的变化量。

二维测微光靶是由光靶和在X、Y两个自由度上测微的百分表所组成，光靶本身带有卡具和折射棱镜，为安装和读数提供了方便条件。测微光靶的工作范围是±4.5mm。测量精度为±0.01mm。

4）平面反射镜

平面反射镜是用来反射激光束的附件，本身带有卡具，用户可以自行设计固定架，然后将平面反射镜固定在它的上面。

5）二维可调反射镜

二维可调反射镜是用来指示镗杆轴线的附件。安装前需在镗杆端面车一个凹坑，并配钻螺也，再将反射镜装在镗杆的端面。然后通过调整使反射镜镜面与镗杆轴线垂直，其垂直精度≤4″。

6）目标光靶

目标光靶是用来显示光轴的位置。在本测试系统中主要用途有两个。一个用来确定主轴沿线轴承座的位置；另一是将它装在二维可调反射镜上，指示镗杆前端头的位置，使前端头与激光束同轴。

4、激光准直仪的使用说明

1）准备一个过渡法兰

为了解决仪器与主机的法兰（飞轮）联接，在测试前用户应准备一个过渡法兰。一端与主机法兰联接，一端与仪器底座相接。

2）安装电池

本仪器使用二节五号电池供电。在使用前应打开底盖，安装好电池，正、负极切勿接反。一旦接反，激光器将被烧毁。打开开关如有激光射出，说明电池接触良好。最后将底盖盖上。

3）仪器安装

首先将过渡法兰安装在主机的法兰上，然后将仪器安装在过渡法兰上，用4个M10的螺钉拧紧。

4）底座调整螺钉的调整

1首先拧下仪器端部的盖并打开仪器的开关，激光射出。

2安装磁力表座和百分表，将百分表的测头对准仪器头部的球铰外缘的测环，轴回转位置为0°，并记录测值值调至调整螺钉，使测值调至BED Equation.3，调整底部调整螺钉使测值至错误!测得b4，调整底部螺钉使测值至错误!轴系的配合有关）。注意一边调整，一边逐渐锁紧。切忌锁的过紧就无法调整，也要防止未锁紧测值很难调至上述要求的范围内。

3盘车至180°测得错误!的锁紧螺钉应适当加力。

4盘车至270°测得b1，然后盘车至90°位置，测得b2 ，调整底部调整螺钉，使测值调至BED Equation.3，调整底部调整螺钉使

测值至错误!测得b4 ，调整底部螺钉使测值至错误!轴系的配合有关）。注意一边调整，一边逐渐锁紧。切忌锁的过紧就无法调整，也要防止未锁紧测值很难调

至上述要求的范围内。

5盘车至180°位置，测得MBED Equation.3

6盘车至90°位置，测得b3，再盘车至270°位置测得b4 ，调整底部螺钉使测值至错误!轴系的配合有关）。注意一边调整，一边逐渐锁紧。切忌锁的过紧就无法调整，也要防止未锁紧测值很难调至上述要求的范围内。

7重复2至6的步骤，直至在转360°时测值的变化在±0.02~0.03mm

的范围内为止（其值的大小与主机轴系的配合有关）。注意一边调整，一边逐渐锁紧。切忌锁的过紧就无法调整，也要防止未锁紧测值很难调至上述要求的范围内。

a)壳体调整螺钉的调整

用户要根据现场情况，加工一个反射镜支架和测微光靶支架。安置好反射镜和测微光靶，并调整反射镜，使激光束反射至测微光靶的靶上。记录此时回转轴为0°时反射回来的光点位置，粗调时也可以用一张白纸接收，并作标记A1。盘车至180°测得此时光点位置A2 ，

调整壳体上的角度调整手轮，使光点调至A1、A2 联线的中点A3，再盘车至0°，测得此时光点位置为A4 。调整壳体上的调整手轮，使光点调至A3 、A4 联线的中点。用测微光靶接收此时的光点，测定并记录此时的光点坐标X1 和Y1 。盘车至180°，测定并记录此时的光点坐标X2 和Y2。将光靶的X坐标调至错误!调整壳体上的调整手轮，使光点调至上述坐标，并严格对准。并记录此时的光点坐标X3 、Y3 。盘车至0°，观察并测量此时的光点坐标X4、Y4。如果此时on.3 的位置。然后盘车360°，检查是否都能满足<0.10mm的示值。如能满足则调试结束，此时光轴就可作为主机机械轴的延长。若BED Equation.3 ；然后将激光束调至上述坐标，与光靶严格对准。并记录此时光点坐标X5、Y5 。再重复盘车转180°，观察并记录此时的光点坐标X6、Y6 ，若此时on.3 的位置，并盘车360°检查是否都能满足<0.10mm的要求。

5)主轴沿线轴承座的定位

主机调整完毕，激光束就成为主轴的延长线。就可以根据激光束来确定轴承座的位置。首先要根据轴承座加工接口件，该件一方面与轴承孔相配。另一方面与目标光靶相配，即使目标光靶与轴承孔同轴。然后调整轴承座上下和左右使激光束对准目标光靶，目测时可利用平

面反射面在目标光靶的背后观测，利于判读。

6) 尾轴孔的检测

用户应根据尾轴孔两端的具体结构加工接口件，该件一方面与尾轴孔相配，另一方面与目标光靶相配，使目标光靶与尾轴孔同轴。根据激光光靶在目标光靶上的位置可测得其偏差值。

7) 镗杆的定位

用户也可以不检测尾轴孔，而对要加工尾轴孔的镗杆直接定位。其方法如下：

1 、镗杆的前端头车出一个凹坑，其直径与二维可调反射镜的底座相配合，深2mm；并配钻螺孔，将二维可调反射镜装在镗杆端头。在反射镜的前面装上目标光靶，调整镗杆的前轴承位置，使激光束对准目标光靶中心。

2、取下目标光靶，在二维可调反射镜的前方约15m处（根据现场条件定），放置平面反射镜支架，并固定平面反射镜，使由二维可调反射镜反射过来的光束射至平面反射镜，转动镗杆从0°到180°，观察光靶在平面反射镜上的移动从A 到B，取其中点位置。调整二维可调反射镜上的螺钉，使光斑向中点靠近。镗杆从180°转到0°，重新观察光斑的移动轨迹，再按照上述方法调整一次，当镗杆转动时，光斑移动不出平面反射镜的范围时，调整平面反射镜的位置，将激光束反回二维可调反射镜附近。

3、在二维可调反射镜附近安装一个支架，在支架上安装二维测微靶，镗杆再次从0°转到180°，在测微光靶上分别测量前后两次光斑的位置，计算其中值，然后把测微光靶预先调整到该中值。调整二维可调反射镜上的可调螺钉，使光斑向光靶中心逼近。

4、一般经过约3~4次重复逼近后，在转动镗杆时可观察到光斑画的圈已很小，30m测距，此圈的直径大约在1mm以内，即可调反射镜的镜面与镗杆轴线已垂直，其精度在3″~4″左右。

5、再次在可调反射镜上装上目标光靶，根据激光束调整镗杆前端的位置；取下目标光靶，将来自主机的激光束反射回主机，调整镗杆后端的轴承座位置，将激光束反射至主机，观察光斑的外环条纹是否与主机前端盖的环状条纹相一致。

6、由于镗杆的前端轴承其轴向位置往往与可调反射镜不在一个平面上，因此上述调整过程要有几次反复，逐渐逼近。直至镗杆的前端

（观察套在可调反射镜上的目标光靶）及后端察从可调反射镜上反射出的激光束外环是否与主机前端盖上的环纹相同心）与激光束同轴为止。

7、镗杆定位以后就可以对尾轴孔进行加工。而且可以一边加工，一边进行检测。

8、最后检查当全部测量过程结束之后，应该再次盘车360°核实一遍，仪器头部球铰外缘的测环百分表的示值和测微光靶上的示值是否仍然符合上述要求。如仍符合，则说明在整个测量过程中，激光的光轴与机械轴的误差都严格控制在仪器的精度范围之内。

5、停机

关闭电源，拆下仪器和过渡法兰。打开仪器底盖，取下两节五号电池。然后将底盖盖上，并将头部盖子盖上。

注意：仪器不使用时，务必将电池取出，以免造成机内腐蚀。

6、仪器的检验

1）外观检查

仪器在工作前，首先进行外观检查，检查仪器的清洁状况；卸下头部盖子，观察镜片是否清洁；调整螺钉是否转动自如。

2）检查电源

卸下底盖，装上两节五号电池，打开开关，观察是否有激光射出。如无激光应检查电池是否接触良好，或者电池是否无电。如有激光射出，将底盖盖上。

3）激光质量检查在距离仪器5米左右，用白纸接收光束，观察是否是一组良好的、清晰的环状黑红相间的干涉环。

4）关闭电源开关，准备使用。如不使用，务必将电池取出。

7、仪器的运输和贮存

激光轴系准直仪属精密激光仪器。应置于厂家提供的包装箱内。如需托运时，应另外加工外包装箱，并有减震的泡沫塑料垫；或者由专人保管、运输。贮存的环境温度应在0—40℃为宜,应避免有腐蚀性的介质同置一室。冬天从室外取入室内时，应放置一段时间再开箱，以免机内结露，造成电器线路短路。