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。
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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。