双频激光干涉仪

（培训前）2..线性测量：
一、测量简要步骤
1.激光头安装在三脚架上并放在被检机床附近。

2.把激光头、遥控器、传感器（空气传感器、材料温度传感器）连接安装在计算机上的
10886A和10887A电路板上的连接头上。

（连接头在计算机的背面或侧面）
3.插上所有设备并打开电源
4.启动测量软件，并在测量软件菜单上选择“线性”（或者可以在主菜单上选择“重取数
据”从数据库中打开一个已存在的线性测量设置文件）。

5.完成“设置激光：线性”屏幕上的栏位（有必要，请用联机帮助）
6.选择“环境”
在“设置环境补偿”屏幕上，有电路板设置、环境参数单位、环境补偿、材料补偿四个设置项目（其中环境补偿和材料补偿有系统自动补偿的设置）。

若使用了传感器，则系统自动补偿导致的测量误差将直接进入“放置和使用传感器”。

若不使用传感器，则必须手动输入补偿测量误差的值。

7.在“设置环境补偿”手动设置的项目
环境补偿：空气温度、空气压力、相对湿度
材料补偿：平均材料温度、膨胀系数
系统会保存最后一次输入的值（除非又输入新的值或选择“自动”），系统会一直使用这些值进行所有的线性测量。

8.完成“设置环境补偿”点击确认，回到“设置激光：线性”屏幕。

现在可以安装并校准被检机床上的光学组件。

进入“安装和调准目标机床上的光学组件”。

传感器的放置与使用
工作环境会影响（空气温度、空气压力、相对湿度、材料温度）线性测量的精度，HP5529A 可选择空气传感器、材料温度传感器进行相应的调整测量。

注意事项：
1.空气传感器要尽量放在靠近实际测量路径近的地方，但不能直接放在激光束底下，因为
传感器是一个热源，能导致测量误差。

2.把空气传感器上的温湿度设置与工作环境最接近的数值。

3.材料温度传感器放置在校准标准推荐的位置，一般放在机床台面上。

4.在“设置环境补偿”中的“环境补偿”和“材料补偿”选择“自动”选项即可。

光学组件及安装：
1.装在有底座和支柱的高度调节器上的可移动反光镜
2.装在主轴上的干涉仪
3.装在主轴上的可移动反射镜
4.装在一个底座和支柱的高度调节器上的干涉仪组件
5.激光头
X轴：1、2、5水平成一条直线放置
Y轴：1、2、5水平垂直放置
Z轴：3、4、5竖直垂直放置
干涉仪与可移动放光经用滚花螺丝固定形成“干涉仪组件”。

（组装时，可移动放光经在干涉仪的上面，干涉以上的标签箭头指向可移动反光镜）
根据测量轴的不同，选择装配方法安装到机床台面上：
1.当把干涉仪组件与高度调节器和支柱，在干涉仪标签上的两一个箭头，在装配时要指向
激光头机型装配。

2.可动反光镜与高度调节器和支柱装配
注意：若以后要进行直线度或直线度测量，可以把高度调节器的顶端与支柱的顶端放在相平地位置，以致容易更换光学组件。

根据高度调节器高度需求的不同，以下是两种装配方法：
1.把支柱插入高度调节器中，拧紧滚花旋钮
2.把支柱直接拧到高度调节器上，并安上主轴
按上述第2种方法安装出的高度调节器，与干涉仪组件装配时，将支柱直接拧如到干涉组件中，其中干涉仪在中间，反射镜在底部；与可移动反射镜装配时，1.垂直用支柱拧入2.用滚花旋钮拧入成竖直垂直。

尽管支柱、底座、还有高度调节器为安装光学组提供了相当的适应性，但仍有可能出现需要更大灵活性的情况，所以有时需要使用外加的零件来增加适应性。

使用C-夹钳装配在底座上，增进安装适应性。

用手指轻轻敲每个组件，确保每个组件的牢固（没有震动）。

调整光学组件
1.旋转上部光圈把激光头的上入口设在小光圈
2.旋转下部光圈把标板旋转到激光头的下入口的位置
3.把激光头的转环设为“OTHER”
4.调整激光头使光束进入干涉仪的镜头并且回来的光束打在激光头的下入口上的标板上
或标板附近。

5.调整干涉仪组件或激光头使返回的光束（在激光头上看是一个点）落在激光头的标板的
中心。

松开高度调节器上的大旋钮进行上下、左右移动/旋转调节干涉仪。

6.把干涉仪组件固定在目标机床上，保持激光束的位置在激光头的标板中心。

固定干涉仪组件要用夹钳或类似的工具进行固定，遵循以下准则：
1.在主轴上固定，把主轴锁紧
2.在平面上固定（如机床台面上），确保平面平坦，组件不晃动
3.在使用夹钳固定，夹住底座
注意：把线的方向调为在可移动反射镜窗口里可看见，如果不是这样，可移动反射镜会吸收激光从而不是反射激光，会使返回光变模糊且调准更困难。

如果需要重新定向可移动反射镜，执行下列步骤：
1.从高度调准器取下可移动反射镜
2.旋转可移动反射镜90度（任意方向）
3.再把可移动反射镜装到高度调节器上
7.调节可移动反射镜与干涉仪的距离时，尽可能接近但不要碰上干涉仪（最好距离时小于
25mm）。

然后调整可移动反射静使返回光束在盖住激光头的回光入口的标板中心上，与干涉仪回光重合。

现在开始，可移动反射镜与干涉仪间的位置称为“起始位置”。

注意：当两个光学组件这么近时，只调整组件，不要调整激光头；当光学组件移远时，只调整激光头。

8.可移动反射镜固定在被检机床上，并保持返回光在激光头的标板中心位置上。

现在可以调准激光束与机床移动路径了：
1.如果测量距离小于350mm，为默认为短距离调准
2.如果测量距离大于350mm，为默认为长距离调准
注意：无论执行哪个距离的测量，保证机身在起始位置，使激光束与机床移动路径对齐
长距离测量调准激光束与机床移动路径：
1.一边看着激光头上的返回光，一边移动机床的可移动部分
若在移动过程中，返回光在激光头标板的十字中心移开，说明光束没有与移动路径平行，则执行第2步进行调整
若没有移开，则说明平行，直接进入“进行测量”
2.仔细调节激光头，知道满足条件
3.把机床的可移动部分移回起始位置
通常光点会部分或全部离开标板上的十字
4.上下左右平移激光头直到
来自激光头的光束完全进入干涉仪的镜头
两个光点在激光头标板上的十字上重合
双频激光干涉仪（培训后）
双频干涉仪：型号5530
1.激光头（双频）：型号：5519A，精度：2M左右频差，功率：180μw~1mw，
预热时间：小于10min（一般为4min），真空波长：633nm，波长精度：±0.1ppm。

2.镜组：线性镜组，角度镜组，直线度镜组，转角境（辅助镜组），分光镜（辅
助镜组）等。

3.补偿系统：
空气（环境）传感器，型号：E1738A，温度精度：±0.1℃，压强：50pa，相对湿度。

材料传感器，型号：E1737A，工作范围：0~50℃
4.电路系统
E1735A接受返回激光的信号传输到PC上
E1736A接在传感器上的补偿系统
5.PC（数据处理系统）
6.
功能：
1.线性测量（平行度，同轴度，对角线）
2.角度测量
3.直线度测量
工作原理图：
线性测量Linear Measurements：
角度测量：
干涉仪组件反光镜直线度测量：
操作方法：
双频干涉仪整体组装：
1.固定三脚架
2.在三脚架上安装激光头底座
3.将激光头安装到底座上
4.把空气传感器E1737A和材料传感器E1738A接上E1736A再接在PC上
（E1737A最好接在4#）
5.激光头接上E1735A通过两个USB再接PC
6.待以上接线接好后，在打开电源，启动激光头，预热，待工作灯完全亮
起，再进行测量。

1.线性测量（测量范围0~40m）：在规定的量程中，定位进行移动中的定点测量。

例如在100m的量程，设定每10m的测量点位，机床工作台在100m移动中，每隔10m进行一次点位测量，往返测量。

线性测量主要测X、Y、Z三个轴：
X轴：
镜组组合方法：把线性干涉仪组件用磁性底座固定在机床的主轴上（反射镜在上方，线性干涉仪在下方），在线性干涉仪的标签上的另一箭头方向上放置安有高度调节器和底座的线性反射镜，并用两个磁性底座固定好。

Y轴：
1.把线性干涉仪与线性反射镜用滚花的固定螺丝组合成线性干涉仪组件（干
涉仪在上面，反光镜在下面），并安上磁性底座固定在机床的主轴上，后面放置一个可移动放光镜，安上高度调节器和底座放置，并用磁性底座进行固定，防止工作台移动时发生震动与偏移。

（注意：要在工作台零位也就是线性干涉仪组件与线性反射镜最近距离时，进行安装，防止在测量过程中，两组镜组发生碰撞，其距离越近越好，最好距离小于25mm）
2.将激光头摆正，激光头上的转换设为“OTHER”，反射镜镜片上安上标板，
激光头的上入口调节小口径发射激光，下入口调到标板形十字孔径，大概的将激光达到标板的中心（注意：一定要将激光头摆正，必要时可以移动三脚架），在工作台离激光头最近的位置时，调节三角架上的平动旋钮，将激光打在标板中心，打开机床，将工作台移动到测量量程最远处，光点若还在标板中心上，则直接进行测量，若偏出标板中心，调节激光头尾部上的偏摆旋钮，继续进行调节，然后移动机床工作台至起始点，调节平动旋钮调节，往返调节，直到光点不再偏移即可。

3.不再偏移后，把标板拿掉，将激光头上入口旋转到最大光孔，调节激光头
尾部偏摆旋钮，将两束光点重合，再调节三脚架上的平动旋钮，将两束重合光移到激光头下入口处，旋转下入口调至大光孔处，看激光头右上角的SIGNAL灯是否亮起（若亮了，说明重合程度良好；若不亮，继续上步骤进行调节）。

4.打开PC中双频干涉仪测量软件，进入软件界面，双击设置测量，设定启
动位置，终点位置，量程，点数。

设置完成后点击复位（若有以前数据现将其删除），然后点击开始。

附：当然，为了保证对机床测量准确，在开始前，要将机床进行编程，
点数要与激光干涉仪设置保持一致，使机床按照设置量程自动移动，并
在每个测量点数时，设置停止时间（时间要比激光干涉仪测量的时间长）。

注意：设置终点位置时，机床的终点位置要比干涉仪软件上的位置要大
一些，若果相等或者过小，那么再踩点的过程中，返程路线无法踩到。

5. 往返测量完成后，软件将出现线性误差图，其中两条一样颜色的线为测
量曲线，另一条为两条测量曲线的平均值曲线。

Z轴：将线性反射镜安装00磁性底座固定在机床的主轴上，其正下方放置安装高度调节器和底座的线性干涉仪组件（其中固定在机床主轴上的反射镜对准线性干涉仪），将线性干涉仪组件安装两个磁性底座固定在工作台上。

注意：除去线性干涉仪组件与线性反射镜成一条直线的情况，其它情况，在安装标板对准时，线性干涉仪上要对准标板上的孔径，而线性反射镜要对准标板中心。

这个是对准激光前，安装标板的方法。

2.角度测量（范围是0~15米）
主要测量X、Y、Z轴上的角度。

X轴：把装有磁性底座的角度干涉仪组件固定在机床的主轴上，在角度干涉仪标签上的另一箭头方向，放置安有底座和高度调节器的角度反射镜，并固定在工作台上。

（注意：在放上两个标板，调准激光头时，在离激光头近的地方时，无论在干涉仪上还是反光镜上，都只调节三脚架的平动装置；当离激光头远的地方时，调节干涉仪的标板上时，调节三脚架上的平动装置，调节反射镜的标板时，调节激光头尾部上的偏摆装置。

再调节完后准备踩点时，机床自动进行踩点停顿，但PC上踩点时，需要手动点击“记录”按钮进行记录，当机床停顿时，手动点击进行踩点）
Y轴：把角度干涉仪与可移动反光镜用滚花的固定螺丝组合成角度干涉仪组件，并用磁性底座固定在机床的主轴上，后方放置安有底座和高度调节器的角度反射镜（注意：角度反光镜是由两个反光镜组成的一个整体，线性反光镜只有一个）固定在机床的工作台上，并用两个磁性底座固定。

Z轴：把装有磁性底座的角度反射镜固定在机床的主轴上，其正下方放置装有底座和高度调节器的角度干涉仪组件，其中角度干涉仪放在靠近激光头位置，并用两个磁性底座固定角度干涉仪组件。

注意：除去角度干涉仪组件与角度反射镜成一条直线的情况，其它情况，在安装标板对准时，角度干涉仪上要对准标板上的孔径，而角度反射镜要对准标板中心。

这个是对准激光前，安装标板的方法。

3.直线度测量（分长短两种，短：0.1~3m；长：1~30m）
注意：在直线度测量之前，在激光头上转环设为“STRAIGHT”，这个选项是将激光干涉仪的两束光调整为一束光。

附加套件：1.反射镜安装架2.可移动反射镜3.干涉仪底座平板4.反射镜底座和支柱
长距离光学组件套件：5.长距离反射镜6.长距离干涉仪
短距离光学组件套件：7.短距离反射镜8.短距离干涉仪9.干涉仪标板10.高度调
节器和支柱
转向镜套镜：11.转向镜12.转向镜底座
注意：在调好反射镜的激光以后，旋转直线度干涉镜，是两束激光点重合，旋转
反射镜底座后面的两个旋钮，使两束重合激光点上下、
左右一起移动到出光孔内。

注意：镜组的清洗
镜组一般不要清洗，除非调光实在调不出来了。

用吹风机吹镜面，目的是把镜面上的赃物吹掉，再用蚕丝纸沾无水乙醇沿一个方向擦拭，不可重复使用，擦完再用吹风机吹干。

镜子上有层膜，铁屑划伤镜子会造成镜子的不能使用，这是镜子不要清洗的主要原因。

清洗也会对镜子上的那个镀膜造成不同程度的伤害。