SJ6000激光干涉仪-中图仪器
激光干涉仪：线性模组定位精度测量好帮手
激光干涉仪：线性模组定位精度测量好帮手一.线性模组概述线性模组（linear unite）是指在自动化工业领域中对能够实现直线运动的装置的统称，也称为定位模组。
线性模组主要有两种方式，一种是滚珠丝杠和直线导轨组成，另一种是用同步带及同步带轮组成，其使用范围广，安装方便，精度高，为广大的用户所接受，其广泛应用誉以下领域：1 军工领域：军用生产机械、模拟仿真2 食品领域：分类机械、上料机械等3 喷涂领域：往复机械、喷涂机械等4 汽车领域：抓取机械、移载机械等5 物流领域：分类机械、移载机械等6 其他工业领域等滚珠丝杆线性模组同步带线性模组线性模组定位精度决定了其性能，因此对其定位精度准确测量非常重要，在定位精度测量领域，激光干涉仪是最有效的手段。
二.激光干涉仪概述SJ6000激光干涉仪集光、机、电、计算机等技术于一体，产品采用进口高性能氦氖激光器，其寿命可达50000小时；采用激光双纵模热稳频技术，可实现高精度、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出；采用高速干涉信号采集、调理及细分技术，可实现最高4m/s的测量速度，以及纳米级的分辨率；采用高精度环境补偿模块，可实现激光波长和材料的自动补偿；采用高性能计算机控制系统及软件技术，支持中文、英文和俄文语言，友好的人机界面、向导式的操作流程、简洁化的记录管理。
三.激光干涉仪检测线性模组定位精度方法SJ6000激光干涉仪线性定位精度测量配置主要由SJ6000 主机、EC20 环境补偿单元、线性镜组、SJ6000 静态测量软件等组件构成，可满足0~80m 范围内的线性测量。
SJ6000 激光干涉仪静态测量软件可以将线性测量结果生成指定的误差补偿表，该表涵盖了各个测量点的补偿值，运动控制系统制造商允许通过修改指定运动轴的补偿值来消除该运动轴的位置误差，精确的补偿，可以有效地降低运动轴的位置误差。
线性测量中目标位置的数据采集有基于位置的目标采集和基于时间的目标采集两种方式，普遍采用基于位置的目标采集方式，即：被测运动轴需设定若干个等距的定位点，当运动轴移动到设定的定位点时，需设置停留时间，以供SJ6000激光干涉仪测量软件进行当前点的数据采集。
激光干涉仪测量三坐标示值误差方法步骤
激光干涉仪测量三坐标示值误差方法步骤仪器的校准是产品控制的重要一环。
随着三坐标测量机的不断发展，传统的校准方法已经无法满足一些大型三坐标测量机的校准工作。
JJF1064-2010《坐标测量机校准规范》是我国各计量技术机构及校准实验室对三坐标测量机进行校准的唯一技术依据。
JJF 1064-2010中规定，在实物标准器无法满足测量要求时，可使用激光干涉仪进行位置示值误差测量，并且测量可以只在使用尺寸实物标准器不能满足要求的轴向进行。
关于尺寸实物标准器的要求中有“在尺寸实物标准器的最大长度无法达到空间对角线的66%时，可以增加测量位置或使用激光干涉仪进行位置示值误差测量”的规定。
激光干涉仪测量三坐标测量机本文以深圳中图仪器公司的SJ6000激光干涉仪为例，因其具有极高的测量准确度、广泛的用途度，能够实现准确定位、距离测量、重复性测量等任务。
激光干涉仪的示值误差直接影响对三坐标测量机示值误差的校准结果，因此要尝试各种不同的校准试验方法，尽量避免或减少由激光干涉仪的激光友生器（以下简称激光器）、XC80环境补偿系统、夹持器组、线性长度测量镜组、重负荷三脚架等引入的测量误差。
1.测量系统的建立选择工作状态良好、稳定、测量数据准确可靠的三坐标测量机为被测对象，其测量范围为X轴方向0~ 900 mm;Y轴方向0~1600 mm；Z轴方向0~ 800 mm。
在稳定的温度、湿度和大气压测量环境中，选用双频激光干涉仪对三坐标测量机进行校准试验。
校准试验过程如下：确立试验方法和步骤，建立测量模型（包括如何减小激光干涉仪引入的各项误差），通过线位移法，按照试验流程图1进行校准试验，最后得到测量结果。
校准过程中首先对三坐标测量机X、Y、Z坐标轴上的移动距离进行测量，并将三坐标测量机的示值与激光干涉仪的示值进行比对，得到三坐标测量机的示值误差。
因为在三个坐标轴方向上的测量过程类似，而在Y方向的测量范围为0~1 600 mm，是本次试验对象中测量范围最大的一个方向，用标准实物量具无法有效测量Y轴全量程的示值误差，所以Y轴是本次试验中最有效的一个测量轴方位。
激光干涉仪如何测量斜床身车床精度？
激光干涉仪如何测量斜床身车床精度？
斜床身数控车床的两根导轨所在平面则与地平面相交，成一个斜面，角度有30°，45°，60°，75°之分。
斜床身数控车床的床身呈直角三角形。
很明显，在相同导轨宽度的情况下，斜床身的X向拖板比平床身的要长，应用在车床的实际意义是可以安排更多的刀位数。
斜床身数控车床的截面积要比同规格平床身的大，即抗弯曲和抗扭能力更强。
▲斜床身车床
众所周知，数控车床定位精度和重复定位精度都是用激光干涉仪来检测的，但是激光干涉仪的常规光路搭建都是水平或垂直方向，对于这种倾斜导轨如何检测了？
▲斜床身车床定位精度检测实例
SJ6000激光干涉仪静态测量软件可以将线性测量结果生成指定的误差补偿表，该表涵盖了各个测量点的补偿值，运动控制系统制造商允许通过修改指定运动轴的补偿值来消除该运动轴的位置误差，精确的补偿，可以有效地降低运动轴的位置误差。
线性测量中目标位置的数据采集有基于位置的目标采集和基于时间的目标采集两种方式，普遍采用基于位置的目标采集方式，即：被测运动轴需设定若干个等距的定位点，当运动轴移动到设定的定位点时，需设置停留时间，以供SJ6000测量软件进行当前点的数据采集。
激光干涉仪平行度测量原理与方法
激光干涉仪平行度测量原理与方法
激光干涉仪是一款功能强大的几何量检测仪器，可以测量线性定位、直线度、垂直度、平行度、角度等多个参数，很多朋友熟悉线性定位测量，但是对于平行度测量却不太清楚，今天就给大家讲解如何进行平行度测量。
▲SJ6000激光干涉仪
1、平行度测量原理
平行度测量由两组直线度测量组成，两次测量都以直线度反射镜的光学轴为参考基准。
需要说明的是，要得到两轴的平行度，要在两个正交平面内沿每个要被比较的轴测量直线度。
因此，平行度或平行线测量实际是四次直线度测量，每次的步骤和方法同测量直线度一样，如下图所示。
得到平行度的计算公式为：
线性平行度=|θ1−θ2 |
其中，θ1为第1运动轴的斜度，θ2为第2运动轴的斜度。
第一步（测第1运动轴）
第二步（测第2运动轴）
▲ 平行度测量的光路原理构建图
2、数据采集和处理
按照上面的分析，平行度测量分成正交平面内的两次直线度测量，在同一个面内的测量分两步：第一步测量其中一轴的直线度，其方法跟直线度测量一样；第二步测量另一轴的直线度。
每次测量后均把以共同反射镜为参考基准所采集的直线度数据保存。
最后根据上述四个直线度测量结果，计算得到两轴之间的平行度或平行线误差。
3、平行度测量用组件
平行度测量用到的激光干涉仪组件：平行度测量配置主要由SJ6000激光干涉仪主机、短直线度镜组（或长直线度镜组）、SJ6000静态测量软件等组件构成。
Z 轴的平行度测量需增添可调转向镜。
4、平行度测量应用
数控机床/坐标测量机Ｘ、Ｙ轴上多导轨平行度
▲双直线导轨安装的平行度测量。
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。
浅析激光干涉仪在数控机床维修中的应用
浅析激光干涉仪在数控机床维修中的应用数控机床维修是一项集计算机、自动控制、自动检测和电机拖动等于一体的技术，需要数控机床维修人员掌握大量的专业知识和丰富的数控机床维修经验。
因此，在日常数控机床维修中，如何尽快的找到故障原因并排除故障，提高设备完好率，是数控机床维修人员的首要任务。
当出现机床精度异常、零件表面质量变差等问题时，就需要借助一些先进的精度检测仪器。
激光干涉仪作为数控机床精度常用的检测工具，能对数控机床进行线性测量、直线度测量、平面度测量、角度测量、回转轴分度精度等进行测量。
其中线性测量功能通过机床运行一段直线插补程序，能检测线性坐标轴的定位精度、重复定位精度，反向间隙等。
以中图仪器公司生产的型号SJ6000激光干涉仪为例，其线性测长精度可达到±0.5ppm(0~40℃)，线性测量最长可以达到 80m，最高线性测长分辨率 1nm，最高测量速度 4m/s。
对于不同的数控机床，检测的曲线各不相同，其完善的软件功能通过对不同的曲线进行分析，能够将影响机床精度的原因列出来，数控机床维修人员能够很直观通过分析图形和数据，了解到机床在哪些方面存在误差，这样就为调整和数控机床维修提供了充分的数据支持和指导，大大缩短数控机床维修时间，提高数控机床维修的效率。
1 激光干涉仪组件要测量线性轴的定位精度、重复定位精度和反向间隙等数据，需要使用激光测量系统的以下组件，主要有：SJ6000激光头、三脚架和云台、环境补偿单元、线性测量光学镜组、光学镜安装组件及安装激光测量软件的计算机。
2 激光干涉仪工作原理从SJ6000激光干涉仪主机出射的激光束（圆偏振光）通过分光镜后，将分成两束激光（线偏振光）；两束激光分别经由角锥反射镜A和角锥反射镜B反射后平行于出射光（红色线条）返回，通过分光镜后进行叠加，由于两束激光频率相同、振动方向相同且相位差恒定，即满足干涉条件；角锥反射镜B每移动半个激光波长的距离，将会产生一次完整的明暗干涉现象。
激光干涉仪测量导轨直线度方法原理
激光干涉仪测量导轨直线度方法原理前言直线度测量是几何量计量领域里最基本的计量项目之一,因而在精密仪器制造与检测、大尺寸测量、大型仪器的安装与定位、军工产品制造等领域中有着广泛的应用。
由于激光具有强度高而集中、频率单一相干性高、方向性强且发散性小等优点,因此常被作用为准直光源。
利用激光特性制作的双频激光干涉仪与其不同附件结合,可测量直线度、垂直度、平面度等。
本文对激光干涉仪在测量导轨的直线度的检测方法进行分析。
原理方法直线度误差是被测实际线对理想直线的变动量。
其测量原理是选择测量基准线作为理想直线,与被测实际直线相比较确定其变动量。
实际测量过程中,由于测量基准和评定基准往往不一致,因此常采用两端点连线法、最佳平方逼近法(最小二乘法)和最小区域法的数据处理方法,使测量基准与评定基准一致。
对于最小二乘算法,关键是求出n组测点的最小二乘拟合直线L m,设L m的方程为:然后找出直线y=kx+b两侧最远点至该直线纵坐标距离的最大值E max和最小值E min,从而求得被测对象的直线度误差f。
激光干涉仪配置直线度测量配置主要由SJ6000激光干涉仪主机、短直线度镜组（或长直线度镜组）、SJ6000静态测量软件等组件构成，可满足±3mm范围内的直线度测量。
▲运动轴的横向直线度测量示意图▲运动轴的纵向直线度测量示意图直线度测量应用▲测长仪直线导轨的横向直线度测量直线度附件直线度附件由大角锥反射镜、90度转向镜和直线度底座构成。
应用场合：适用于直线度反射镜不便于安装在Z轴的上端或是运动轴的后端。
▲直线度附件含直线度附件的光路原理构建图：▲Z轴直线度的光路原理构建图。
激光干涉仪产品资料及技术参数介绍深圳中图仪器
产品解决方案 产品名称：SJ6000激光干涉仪联系人：联系电话：公司地址：深圳市福田区上梅林凯丰北路利丰大厦2~4楼公司网址：深圳市中图仪器科技有限公司一、产品开发背景激光干涉仪是以光波为载体，以光波波长为单位的一种计量测试方法，是公认的高精度、高灵敏度的检测手段，在高端制造领域应用广泛。
目前，国产激光干涉仪无论在测量精度、最高测速，还是在最高测速下的分辨率及测量范围等方面，都与国外的产品有着一定的差距。
由于技术上的差距，导致了国内的激光干涉仪市场一直由国外占领，且形成了价格垄断。
SJ6000激光干涉仪在测量精度、测量速度等方面基本上达到进口品牌的水平，能够填补我国在中高端测量技术上的空白，打破国外在价格和技术上的垄断，推动激光干涉测量技术的普及，降低企业的检测成本，提升了我国在高精密测量方面的检测水平进而提高我国在高端制造领域的整体竞争力。
表1 国内外典型激光干涉仪性能参数对比Renishaw API Agilent ZYGO 成都工具所中图仪器SJ6000单/双频单频双频双频双频双频单频产生双频的方法/ 塞曼效应塞曼效应声光调制塞曼效应/ 最大频差（MHz）/ 4 4 20 1.2 /激光稳频精度（ppm）±0.05ppm ±0.05ppm±0.02ppm ±0.1ppm ±0.1ppm ±0.05ppm最高测速（mm/s）4000 / 3000 5100 2000 4000 分辨率（nm） 1 1 1 0.31 20 1测量范围（m）80 45 40 40 20 40线性测长精度(ppm) ±0.5 ±0.5 ±0.4 ±0.5 ±1.5 ±0.5针对国产激光干涉仪测量精度低、测量速度小、测量系统操作复杂、测量功能少、检测过程复杂、数据不客观等缺点和不足，以及国外激光干涉仪价格昂贵等因素，我司于2015年在国内首家推出高性能重大产品——高精密SJ6000激光干涉仪。