激光干涉仪实验报告.docx

基于激光干预仪的 CA6140 机床精度测量试验学院： 姓名： 学号： 成绩： 一、试验目的与要求1. 了解雷尼绍 XL-80 激光干预仪的工作原理；2. 把握雷尼绍 XL-80 激光干预仪的的使用方法；3. 把握一般机床 Z 轴定位精度、重复定位精度的测量方法；4. 把握一般机床定位误差数据的处理方法。二、试验仪器与设备1. 雷尼绍 XL-80 激光干预仪一台；2. CA6140 机床一台。三、试验原理图 1 线性定位精度测量原理图来自 XL-80 激光头的光束进入线性干预镜，在此光束被分成两束。一束光称为参考光束被引向装在分光镜上的反射镜，另一束光测量光束则穿过分光镜到达其次个反射镜。然后，两束光都被反射回分光镜，在此它们重组合并被导回到激光头，激光头内的探测器监测两束光之间的干预。一般在线性测量过程中，一个光学组件保持静止不动，另一个光学组件沿线性轴移动。通过监测测量光束和参考光束之间的光路差异的变化，产生定位精度测量值留意，它是两个光学组件之间的差异测量值，与 XL 激光头的位置无关。此测量值可以与抱负位置比较，获得机床的精度误差。1四、试验步骤图 2 定位精度测量示意图1. 光路搭建（1） 开动机床，在保证激光不被机床遇到的状况下，激光干预仪应离机床越近越好便于对光。（2） 放好支架，大体推断镜子所需架设的高度，然后调整支架至合格位置。各个活动部件都要锁死。（3） 将激光干预仪安装至支架，激光干预仪下有锁扣，扣死。使用水平仪， 通过调整支架使激光干预仪到达水平状态。（4） 将激光干预仪各个微调螺母调制中间位置便于以后微调。（5） 连接激光干预仪电源、数据线、数据收集器、传感器、电脑等，翻开激光干预仪电源使激光干预仪预热，等激光指示灯消灭绿色后，说明激光已稳定正常需 5 分钟。（6） 架镜子：遵循干预镜不动，反射镜随机床动a. 将机床擦拭干净并将机床开到适宜位置，被测量轴工作台需要开到极限位置最靠近激光仪的一侧。b. 先架干预镜，将干预镜用安装杆、磁性表座固定在机床不行运动部件或其它固定部件上。可通过不同的组装方法使光线的反射方向不同那些不便利直线2架设激光干预仪的，可以实行 90 度架设。激光干预仪一般吸附在主轴上，如不便利可吸附在主轴箱上。c. 架设反射镜，将反射镜用安装杆、磁性表座固定在机床运动部件上。调整高度使其和干预镜高度一样。2. 对光过程：近处调镜组的位置，远处调激光头的俯仰和偏摆旋钮。（1） 激光干预仪光头旋转至小光圈，将光线调整至射入干预镜通过调整架子位置和高度，这时需要看的是激光仪上主光点应在对光圆圈的中点，副光点应和主光点在同一竖直线上。假设达不到这个要求，连续通过调整架子角度、激光干预仪高度等，使其符合要求。（2） 将反射镜与干预镜对齐，留意，此时反射镜位于离激光头最近的位置，移动 X 轴和反射镜的高度，观看对光圆圈上其次主光点的位置，当对光圆圈上的两个主光点完全重合、且都处于对光圆圈的中心时说明此位置处参考光束和测量光束可以形成干预。（3） 手摇机床使之开到要测量的最远端，这时假设两光点分别即不在同始终线上，需通过调整激光头偏摆和俯仰旋钮来调整，使对光圆圈上的两个主光点完全重合、且都处于对光圆圈的中心。（4） 重复步骤2、3，直至在整个从最近端到最远端的行程中两光点始终处于重合的状态，对光完成。3. 测量启动测量软件，进展相关设置。沿 Z 轴方向移动机床，移动到要求位置， 点击“采集数据”。五、留意事项1. 搬运仪器附件箱时，应轻拿轻放，防止损坏激光干预仪或其它附件。2. 三角架在使用时，应将各紧固螺钉固紧，防止意外事故的发生。3. 激光干预仪在使用时，应用两松紧带固紧。4. 安装光学镜组时，要留神慎重，防止摔坏或碰坏镜组，特别制止“悬空” 安装光学镜。5. 严禁用手触摸镜组镜面，保持镜面干净。6. 眼睛不能对准输出光束直视，否则会损害眼睛。7. 留意各条电源线和传输线，以免拌到电源线或传输线。8. 测量完后，应将电源线、连接电缆、电源插板及电缆线等擦拭干净。39. 测量完毕后，应认真清点仪器全部附件，防止丧失。六、试验数据处理测量完毕后，点击“分析数据”下的“GB/T 17421.2-2023 分析曲线”、“ GB/T 17421.2-2023 三合曲线”、“打印或观查误差表”和“误差补偿图表”，得到相应的图表如下，截图保存。45七、思考题1. 依据试验结果，分析机床的定位精度、重复定位精度和反向差值分别为多少？2. 什么是定位精度？什么是重复定位精度？3. 产生反向差值的缘由。64. 简述对光过程。八、心得体会7