基于激光干涉仪的直线度误差测量

机床导轨直线度误差的测量方法有很多种,其中最常用的是水平仪法、自准直仪法和平尺法。主要介绍的是用激光干涉仪测量直线度误差的方法、原理及误差分析,并提出为减少测量误差在测量过程中应注意的几个问题。     

机床长导轨直线度的测量与评定

文中阐述的补点衔接法与监视读数法，有益于保证和提高机床长导轨直线度的测量精度，并为提高机床加工精度创造了条件。     

导轨直线度的测量

1.直线度误差分析 （1）直线度误差定义根据GB1958—1980国家标准规定,形状误差即被测实际要素对其理想要素的变动量,理想要素的位置要符合最小条件。所谓最小条件是指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小,这样的直线度误差定义包含三种情况：     

测量长导轨直线度的一种新方法

自准直仪是一种高精度的测量仪器,利用自准直原理,可以将其前面的反射镜调至与准直仪光轴垂直。如果不垂直,通过目镜可以从分划板上读出反射面相对光轴的倾斜量,这样就可以测出直线度偏差。如图1所示,自准     

大型数控机床导轨直线度误差测量与实时补偿

以试切工件的方式研究大型数控机床导轨的直线度误差。用安捷伦激光干涉仪分别测量机床和工件的导轨直线度误差,提出一种混合建模方法。并针对FANUC CNC系统的外部坐标原点偏移功能研制了一种直线度误差实时补偿器。结果表明:通过补偿,直线度误差减少60%以上。不过为保证补偿方案的有效性,机床后续的补偿加工行程需要与误差建模行程一致。     

大跨距、小步距法测量导轨系统的导轨直线度研究

在导轨系统中,导轨的直线度误差通常可利用自准直仪或电子水平仪,采用节距法来达到误差检定的目的。而节距法只对导轨副行程相对较大的导轨系统奏效,对于文中提到的两类小行程导轨系统而言,传统的节距法则无法实现测量。针对两类跨距大而行程范围相对较小的导轨系统,笔者基于导轨系统中导轨直线度、直线度运动误差、角运动误差三者之间的相互关系,提出以大跨距、小步距法测量该类导轨系统的导轨直线度;结合双频激光干涉仪和电子水平仪测量运动部件所得到的直线度运动误差,以及对应位置下的角运动误差,处理得到了导轨系统的导轨直线度。     

基于激光准直的直线度误差自动测量系统

介绍了基于激光准直原理的直线度误差自动检测方法，详细分析了激光器、传感器信号处理电路和数据采集处理系统的设计。软件开发时结合了直线度误差的两类测量方法和两种误差评定方法，不仅能与激光准直仪、电子水平仪、光学自准直仪等多种仪器配合使用，而且采用了符合最小条件原理的两条理想包客参考直线精确计算直线度误差，具有运算精度高、运算速度快的特点，应用袁明系统性能稳定可靠，具有推广应用价值。     

基于激光准直的直线度误差自动测量系统

文中介绍了基于激光准直原理的直线度误差自动检测方法,详细分析了激光器.传感器信号处理电路和数据采集处理系统的设计,软件设计时结合了直线度误差的两类测量方法和两种评定方法进行了开发,具有运算速度快、适合直线度误差测量仪器多等特点.     

分析及修正波折形导轨直线度误差的计算

用水平仪测量导轨的直线度,测得导轨的直线度数据常用坐标作图法和数学运算法处理。然而用这两种方法分别处理导轨运动曲线为波折形时,其直线度误差值会得出不同的结果。本文就这一问题予以分析,并给出修正方法使两种方法处理结果一致。 坐标作图法是最基本的方法,清楚直观;其正确性毋容置疑。本文主要分析数字运算法,其优点是不需烦琐的作图手续。其原理是将运动曲线的坐标位置进     

几种测量机床导轨直线度误差的方法

介绍了3种测量机床导轨直线度的方法,阐述了其基本原理,并对其进行了分析和比较.     

采用软件校正赛多利斯天平线性误差

本文介绍了采用软件校正赛多利斯电子天平的线性误差的原理及具体实施步骤.     

基于后验误差拟合的角位移测量误差补偿

在航天、军事、工业这些对器件的体积有着严格要求的领域,光电编码器不仅要求减小外径尺寸和重量,更要提高其测量精度。本文以光电编码器误差补偿方法为研究对象,基于后验误差拟合方法确定误差模型参数,从而实现对小型光电编码器的深度误差补偿。分析了影响光电编码器测角误差的主要因素,建立了长周期误差和短周期误差模型。然后,采用后验误差拟合算法实现了对误差模型参数的确定,提出误差补偿算法;最后,对某一小型光电编码器进行实验,验证了所提出误差补偿算法的性能。某型号光电编码器补偿前的精度为22.48″,补偿后的精度为5.82″。实验表明,采用后验误差补偿方法可以不考虑误差影响因素的大小,直接对编码器进行误差补偿,具有效率高、补偿准确等优点,极大地提高了批量生产时光电编码器产品的精度。     

激光跟踪仪测角误差的现场评价

激光跟踪仪是基于角度传感和测长技术相结合的球坐标测量系统,其长度测量采用激光干涉测长方法,可直接溯源至激光波长,因此,激光跟踪仪的长度测量精度远高于角度测量精度,相对而言,测角误差就成为评价跟踪仪测量精度的重要指标。为了对现场测量激光跟踪仪的测角误差进行快速有效地评价,采用跟踪仪多站位对空间中测量区域内若干个被测点进行测量,与传统基于角度交汇原理的多站位冗余测量不同,利用各站位所观测的高精度测长值建立误差方程,并通过测长方向的矢量位移对跟踪仪测长误差进行约束,获得被测点三维坐标在跟踪仪水平角和垂直角方向上的改正值,以此来评价激光跟踪仪的测角误差。通过Leica激光跟踪仪AT901-LR进行了多站位测角误差评价实验,在现场测量条件下,跟踪仪水平和垂直方向测角误差约为0.003 mm/m(1σ),符合跟踪仪的测量误差特性。     

线性调频激光自混合干涉双通道微位移测量方法研究

为了满足工程中一些特殊二维位移测量需求或提高位移测量效率,建立了结构简单紧凑的激光自混合干涉双通道位移测量系统。首先,基于三镜法-珀腔模型给出自混合干涉系统的数学方程。其次,在弱反馈条件下施加线性电流调制,依据自混合信号频率和外部物体距离的线性关系,当两个物体到激光器距离不同时,频域会呈现两个独立的谱峰,分别对其进行相位解算,从而实现自混合双通道位移测量。然后,数值模拟生成了双通道激光自混合信号,根据全相位频谱分析技术对自混合信号两个谱峰的相位进行估算,重构了两个物体位移曲线,给出了仿真验证。最后,搭建了实验系统,进行了自混合干涉双通道位移测量实验,并给出实验测量结果。实验结果表明,该系统可以完全区分两个运动物体,位移测量相对误差优于8.42%。线性调频激光自混合干涉可以实现任意运动规律的双通道位移测量,通过继续分光其测量通道数仍可进一步增加。     

基于保偏镜组的外差干涉测量几何误差分析

角锥棱镜由于本身缺陷会导致失偏效应。在平面镜外差干涉仪中,使用一种保偏反射镜组替代角锥棱镜,以减小外差干涉仪的非线性误差。根据这个平面镜外差干涉仪的基本光路图,基于偏振分光棱镜和角锥棱镜的基本光学特性,分析了平面镜外差干涉仪中3个偏振分光棱镜偏摆角、仰俯角和滚动角,保偏反射镜组中2个偏振分光棱镜之间的间距和角度,以及角锥棱镜的偏摆角和仰俯角等误差对干涉仪的影响。推导出外差干涉仪中各个光学元件的最大安装误差,并规定好其加工精度,确保外差干涉仪性能。     

五棱镜的运动误差对波前测量的影响

五棱镜使光束转向时,它的工作状态的改变会给测量带来一定的误差,分析了五棱镜由于机械运动引起的在三维方向有微偏角时使光束转向改变波前的复杂情况,计算机模拟实验证明了由机械运动引起的波前改变量是可分离的,以便减小五棱镜的运动误差对测量的影响,使五棱镜光束转向系统在测量中发挥最佳效能。     

手持式激光光色性能测量系统实现及误差分析

鉴于激光波长相对固定的特性,采用一种新的测量激光光色性能测量方法,设计出基于单片机的手持式高精度激光光色性能测量系统。该系统可实现不同波长激光光色性能测量,通过系统初始化时波长输入来提取相应光谱三刺激值,而后进行参数计算。对测量系统进行了实验误差分析,由系统验证结果及误差分析表明,该系统可实现低成本制作,所述测量原理能完成对色空间坐标、光照度、色温等光色性能参数的高精度测量。     

激光三角法位移测量多项式拟合及误差修正

基于非接触高测量精度、便于使用等特点,激光三角法测距在科研和工业生产实践中已获得了广泛的应用.位移测量是通过激光斑在成像光敏面上的位移来决定的,在不同的应用中两者之间多项式拟合的参数选择也往往不同,选择合适的多项式,实现快速、高精度测量对不同的应用有很重要的意义.本文针对激光三角法位移测量被测面位移量y与成像光斑在光敏...     

激光自混合干涉角度测量参数优化及旋转方向判别

对反射旋转体引起聚焦激光自混合干涉信号位相与旋转角度的非线性关系进行了研究,提出了一个实验参数的优化方法来降低该非线性效应引起的非线性角度测量误差。重新评估了自混合干涉角度测量在测量范围扩大后的物理近似条件,从理论上分析了实验参数给角度测量带来的误差影响并进行了模拟仿真,提出了利用该非线性关系判别反射体旋转方向的方法。最后,进行了激光自混合干涉角度测量实验并给出若干个实验参数条件下分别得到的角度测量结果。实验结果表明,实验参数优化后,角度测量误差大幅减少;在最优情况下,比未优化方法的测量精度提升了一个数量级,可达10-5 rad,证明了提出的实验参数优化方法和反射体旋转方向判别方法的有效性。实验结果还显示,使用提出的方法在提高测量范围的同时仍能进行高精度的角度测量,从而进一步拓宽了基于反射体旋转引起的激光自混合干涉效应的应用范围。