激光干涉仪检测方法
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。
激光干涉仪测量方法
激光干涉仪测量方法
激光干涉仪是一种高精度、高灵敏度的检测仪器，普遍应用于制造行业， SJ6000 激光干涉仪上市以来一直受到广大用户的热捧，尤其是机床和机器人生产企业。
但是小编了解到有许多的生产企业还是保持着观望的态度，一方面是因为不太清楚这款仪器的稳定性怎么样？再一方面是不了解仪器的测量方法，担心买回去无法使用。
小编就跟大家简单说一下激光干涉仪的测量方法。
就拿测量机床线性精度为例吧，首先，把三脚架和云台调整好，然后拿出激光器主机放置在云台上面固定好，连接好电源和数据线，再拿出线性测量镜组，架设在机床的被检轴上，在架设镜组的时候，要多次调试干涉镜与反射镜对准激光器主机发射出的光路，调整好线性镜组的位置后，把环境补偿单元的探头放置在被检轴的不同位置，连接数据线到电脑端，在电脑上设置好检定软件。
做好准备工作就可以开始操作机器从起始位置移动到下一个目标位置，在不同的位置暂停几秒钟，由激光干涉仪进行测量和采集数据。
检定软件有完善的用户
界面，会按顺序引导您完成检测的各个步骤。
激光干涉仪测量方法
或 =∑
某一目标位置的反向偏差为 ，即
= ↑－ ↓
沿轴线或绕轴线的各目标位置的反
在某一目标位置的单向定位标准不确定度的估算值为 ↑ 或 ↓即
↑=
∑(
)
()
或
=
(
∑
)
(
)
某一目标位置的单向重复定位精度为 ↑或 ↓，即
↑ = 4 ↑或 ↓ = 4 ↓
( 3) 确定采集移动方式采集数据方式有两种:一种是线性循环
采集方法，另一种是线性多阶梯循环方法。GB17421 评定标准中采用 线性循环采集方法。测量移动方式: 采用沿着机床轴线快速移动，分 别对每个目标位置从正负两个方向上重复移动五次测量出每个目标 位置偏差，即运动部件达到实际位置减去目标位置之差。
（图2） ( 2) 确定测量目标位置根据GB17421 评定标准中规定，机床规 格小1 000mm 取不少于10 个测量目标位置，大于1 000mm 测量目标 位置点数适当增加，一般目标值取整数，但是我们建议在目标值整数 后面加上三位小数。主要考虑机床滚珠丝杠的导程及编码器的节距所 产生的周期误差，同时也考虑机床全程上各目标位置上得到充分地采 集。
沿轴线或绕轴线的任一位置 的重复定位精度的最大值。即
R↑ = max ［ ↑］，R↓ = max ［ ↓］
R = max ［ ］ 轴线单向定位精度A↑或A↓，即 A↑ = max ［ + 2 ↑］ － min ［ － 2 ↑］ 或 A↓ = max ［ ↓ + 2 ↓］ － min ［ ↓ － 2 ↓］ 轴线双向定位精度A，即 A = max ［ ↑ + 2 ↑; ↓ + 2 ↓］ － min［ ↑ － 2 ↑;
( 4) 评定方法采用双向计算方法进行评定机床的位置精度。目
外差激光干涉仪的测量方法
一、举例描述外差激光干涉仪的测量方法。
光外差干涉是指两只相干光束的光波频率产生一个小的频率差，引起干涉场中干涉条纹的不断扫描，经光电探测器将干涉场中的光信号转换为电信号，由电路和计算机检出干涉场的相位差。
特点：克服单频干涉仪的漂移问题；细分变得容易； 提高了抗干扰性能。
原理：在干涉场中，放入两个探测器，一个放在基准点(x0, y0)处，称之为基准探测器，其输出基准信号i(x0, y0, t)，另一个放在干涉场某探测点(xi, yi)处，称之为扫描探测器，输出信号为i(xi, yi, t) 。
将两信号相比，测出信号的过零时间差Δt ，便可知道二者的光学位相差)/1/(π2),(),(00v t t y x φy x φ∆∆=∆∆=-ω由控制系统控制扫描探测器对整个干涉场扫描，就可以测出干涉场各点的位相差。
设测试光路和参考光路的光波频率分别为ω和ω+Δω，则干涉场的瞬时光强为[]{}[][]{}[][])(cos )()2(cos )(2cos 121)(2cos 121),(cos )cos(),,(222x,y t-φE E x,y φt E E x,y φt E t E y x φt E t E t y x I t r t r t r t r ωωωωωωωωω∆++∆+++++∆++=++∆+=由于光电探测器的频率响应范围远远低于光频ω，它不能跟随光频变化，所以式中含有2ω的交变项对探测器的输出响应无贡献。
)],(cos[2/2/),,(22y x φt E E E E t y x i t r t r -∆++∝ω干涉场中某点（x ，y ）处光强以低频Δω随时间呈余弦变化 （1）激光外差干涉测长数据处理双频激光器1/4波片准直系统可动角隅棱镜检偏器v探测器前置放大器f2f1f1±Δff2f1f2f1±Δf图4-33双频激光器外差干涉测长原理图偏振分光镜f2－f1f2－（f1±Δf ）⎰⎰⎰⎰∆±=±=∆tttt t f NL L t v t vt f 000d 222d 2d 2d λλλλλ所以＝＝＝由于（2）激光外差干涉测量微振动方解石棱镜及1/4波片的作用是使测量光束的光路既作发射光路，又作接收光路。
使用激光干涉仪进行长度测量的技巧与注意事项
使用激光干涉仪进行长度测量的技巧与注意事项激光干涉仪是一种常用的精密测量设备，广泛应用于科技研究、工程测量和制造领域。
它通过使用激光干涉原理，可以实现高精度的长度测量。
然而，使用激光干涉仪进行测量并非易事，需要掌握一些技巧和注意事项。
本文将介绍一些常用的技巧与注意事项，以帮助读者正确地使用激光干涉仪进行长度测量。
首先，在使用激光干涉仪进行测量前，要确保仪器处于良好的工作状态。
检查激光源是否正常工作，激光束是否稳定，以及干涉信号是否清晰。
如果有异常情况，需要及时修复或更换设备。
此外，应在使用过程中避免仪器受到撞击和振动，以免影响测量结果的精确性。
其次，在进行测量时，要注意调节测量系统的各项参数。
首先，要调整光源的功率和聚焦距离，使激光束能够精确照射到被测物体上。
然后，根据被测物体的特点选择合适的测量范围和放大倍数，以确保干涉信号的清晰可见。
此外，还需要调整干涉仪的分束板和叠加板，使干涉图样对称清晰，以便准确地读取测量结果。
在进行测量时，还需要注意环境因素对测量结果的影响。
激光干涉仪对温度和空气流动比较敏感，因此应尽量在稳定的温度条件下进行测量，并避免有风的地方。
此外，需要注意避免干扰源的存在，如强光和电磁场等，因为这些干扰源可能会导致干涉信号的变化，从而影响测量的准确性。
另外，为了获得更准确的测量结果，可以采取一些提高精度的措施。
首先，测量前应对被测物体进行清洁，以避免因灰尘或污渍对测量结果产生误差。
其次，可以采用多点测量的方法，将多个测量值取平均，以降低随机误差的影响。
此外，可以通过对比和校准的方式，确定测量系统的零点，从而提高测量的绝对精度。
最后，使用激光干涉仪进行测量时，要注意数据的处理和分析。
首先，要合理选择数据采集的频率和时间间隔，以充分反映被测物体的变化情况。
其次，对于连续变化的信号，可以进行插值或拟合处理，以获得更精确的测量结果。
最后，要注意对测量结果进行误差分析，评估测量的精确性和可靠性，并及时修正和改进测量的方法和装置。
利用激光干涉仪测量薄膜厚度的实验方法
利用激光干涉仪测量薄膜厚度的实验方法激光干涉仪是一种常用的实验装置，广泛应用于薄膜厚度的测量。
通过利用激光的干涉原理，可以非常精确地测量薄膜的厚度。
本文将介绍利用激光干涉仪测量薄膜厚度的实验方法。
首先，让我们来了解一下激光干涉的基本原理。
激光干涉是指两束相干光在空间中叠加形成干涉条纹的现象。
当两束光的光程差等于波长的整数倍时，它们相互叠加时会发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
而当两束光的光程差不够整数倍时，干涉条纹就会发生相移。
在利用激光干涉仪测量薄膜厚度时，我们需要借助薄膜产生的干涉条纹来判断其厚度。
为了实现这一目的，我们需要准备一台激光干涉仪，以及一块具有薄膜的样品。
首先，我们将样品放置在激光束的路径上。
激光束穿过样品后，经过反射和透射，形成两束光束。
这两束光束在干涉仪的分束器处再次叠加，形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的形态，我们可以得到样品表面的薄膜厚度信息。
干涉条纹的形态受到光程差的影响。
当样品表面的薄膜厚度发生变化时，光程差也会发生变化，进而改变干涉条纹的形态。
例如，当薄膜厚度增加时，光程差也会增加，干涉条纹疏密变化。
而当薄膜厚度减少时，则相反。
为了实现测量，我们需要进行定量的分析。
一种常用的方法是利用分束器将干涉条纹分成两束光，其中一束光通过调节透镜到达光敏元件，另一束光到达参考光程。
通过调节透镜位置，我们可以使得光电元件输出最小值，这时光路的光程差为波长的整数倍。
通过这种方法，我们可以确定波长与光程差的关系，进而得到薄膜的厚度。
除了利用透镜进行精确测量外，我们还可以通过观察干涉条纹的位移来估计薄膜厚度的变化。
当我们探测到干涉条纹的位移时，可以利用干涉的相位差来计算薄膜的厚度。
相位差与光程差的关系可以通过标定得到。
需要指出的是，在实际的实验中，我们常常会遇到干涉条纹较为模糊的情况。
这时，我们可以通过调整激光干涉仪的参数，例如改变激光的功率或调整分束器的角度，来改善干涉条纹的质量。
另外，在测量薄膜厚度时，我们还需要注意薄膜的特性，例如透明度和折射率等，以便更准确地估计厚度值。
激光干涉仪测量距离和表面精度
激光干涉仪测量距离和表面精度激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，可用于测量距离和表面精度。
通过利用光波的干涉现象，激光干涉仪能够实现高精度的测量。
本文将介绍激光干涉仪的原理、测量距离和表面精度的方法，以及激光干涉仪在不同领域中的应用。
激光干涉仪是基于光波的干涉现象进行测量的仪器。
光波的干涉是指两束或多束光波相遇时发生的波的叠加现象。
激光干涉仪通过将激光分成两束，一束作为参考光束，一束照射到待测物体上反射回来作为待测光束，再将两束光波进行干涉，通过测量干涉条纹的变化来获得距离和表面精度的信息。
激光干涉仪的测量距离的原理基于光波的干涉，利用干涉条纹的变化来获得物体到仪器的距离。
当两束光波相遇时，它们会发生干涉，干涉条纹的间距和形态会随着物体到仪器的距离的变化而改变。
通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体到仪器的距离。
这种测量方法具有高精度和高分辨率的特点，适用于微小距离的测量。
激光干涉仪的测量表面精度的方法基于光波的干涉，利用干涉条纹的形态和间距来获得表面精度的信息。
当光波照射到物体表面时，由于表面的形态和光的反射特性的影响，干涉条纹的形态和间距会发生变化。
通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体表面的精度。
这种测量方法具有高精度和高分辨率的特点，适用于表面平整度和粗糙度的测量。
激光干涉仪广泛应用于多个领域，如制造业、科学研究和地质勘探等。
在制造业中，激光干涉仪可用于检测零件的尺寸和形状，以及测量零件表面的精度。
在科学研究中，激光干涉仪可用于研究光学现象、材料的性质和微小物体的运动。
在地质勘探中，激光干涉仪可用于测量地表的高程和形态，以及探测地下的岩层和地下水位。
总结一下，激光干涉仪是一种常用的精密测量仪器，可用于测量距离和表面精度。
通过利用光波的干涉现象，激光干涉仪能够实现高精度的测量。
通过测量干涉条纹的形态和间距的变化，激光干涉仪可以计算出物体到仪器的距离和物体表面的精度。
激光干涉仪检定规程
激光干涉仪检定规程
激光干涉仪啊，那可是个厉害的家伙！它就像一把精准的尺子，能测量出极其微小的变化。
你知道吗，激光干涉仪在很多领域都大显身手呢！在精密加工中，它能确保零件的精度达到极高的水平，就好像是一位严苛的质量卫士，绝不放过任何一点瑕疵。
在科学研究里，它又像是探索未知世界的眼睛，帮助科学家们发现那些细微的奥秘。
它的检定规程可太重要啦！这就好比给它设定了一个标准，让它能一直保持良好的状态，准确无误地工作。
要是没有严格的检定规程，那可不行，就像没有规矩的比赛，肯定会乱套呀！
想想看，如果激光干涉仪的测量结果不准确，那会带来多大的影响啊！在制造高精度仪器的时候，可能就会因为一点点的偏差导致整个产品不合格，这多可惜啊！所以啊，我们必须要重视它的检定规程。
激光干涉仪的检定规程包含了很多方面呢，从仪器的外观检查，到各项性能指标的测试，每一个环节都不能马虎。
就好像给它做了一次全面的体检，要确保它的每一个“器官”都健康正常。
比如说，对激光的稳定性进行检测，这就像是检查人的心跳是否平稳一样重要。
而且啊，这个检定可不是一劳永逸的事情，要定期进行呢！这就跟我们人要定期体检一样，及时发现问题及时解决。
要是一直不检查，等出了问题再发现可就晚啦！
我们要严格按照规程来操作，不能有丝毫的马虎和敷衍。
这可不是开玩笑的事情，它关系到很多重要的工作和研究呢！我们要像爱护宝贝一样爱护激光干涉仪，让它能更好地为我们服务。
总之，激光干涉仪检定规程是非常重要的，它是保证激光干涉仪准确可靠工作的关键。
我们一定要认真对待，严格执行，让激光干涉仪发挥出它最大的作用！。
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FANUC、OKUMA机床的激光干涉仪检测方法
一、光的相干性
二、激光干涉法测距原理
三、FANUC螺补参数的设定
四、关于FANUC系统正负方向补偿号的计算方法
五、FANUC的检测用程式
六、OKUMA螺补参数的设定
七、OKUMA检测程式
八、检测值输入的方法
一、光的相干性
相長性干涉
當兩個波長相同的光束波形同步射出時，其波峰位置會如下圖2 一般重合，固稱為“相長性干涉”。
在相長性干涉的情況下，輸出波的振幅等於兩個輸入波的振幅之和。
•相消性干涉
當兩個相干光束波形以180°的相位差異步射出時，一個輸入光束的波峰位置會如下圖 3 一般與另一個輸入光束的波谷重合，固稱為“相消性干涉”。
在相消性干涉的情況下，兩個輸入波會互相抵消而產生暗淡的光
二、激光干涉法测距原理
图片：
根据光的干涉原理，两列具有固定相位差，而且有相同频率、相同的振动方向或振动方向之间夹角很小的光相互交叠，将会产生干涉现象，如图所示。
由激光器发射的激光经分光镜A分成反射光束S1和透射光束S2。
两光束分别由固定反射镜M1和可动反射镜M2反射回来，两者在分光镜处汇合成相干光束。
若两列光S1和S2的路程差为Nλ(λ为波长，N为零或正整数)，实际合成光的振幅是两个分振幅之和，光强最大。
当S1和S2的路程差为λ/2(或半波长的奇数倍)时，合成光的振幅和为零，此时光强最小。
激光干涉仪就是利用这一原理使激光束产生明暗相间的干涉条纹，由光电转换元件接收并转换为电信号，经处理后由计数器计数，从而实现对位移量的检测。
由于激光的波长极短，特别是激光的单色性好，其波长值很准确。
所以利用干涉法测距的分辨率至少为λ/2，
利用现代电子技术还可测定0.01个光干涉条纹。
因此，用激光干涉法测距的精度极高。
激光干涉仪由激光管、稳频器、光学干涉部分、光电接受元件、计数器和数字显示器组成
三、FANUC螺补参数的设定
FANUC 0i、16M、18M
FANUC 15M
FANUC 0M
注：P11.1,P11.0组合形式：
四、关于FANUC系统正负方向补偿号的计算方法
例子:
X轴行程：-1000mm－0mm，参考点为0ｍｍ，基准点编号为20，间隔距离为100ｍｍ，补偿倍率为１
负方向补偿号＝基准编号－（负方向行程／间隔）＋1
＝20－1000／100＋1＝11
正方向补偿号＝基准编号＋（正方向行程／间隔）＋1
＝20＋0／100＋1＝21
五、FANUC检测用程式
FANUC检测用的宏程式有A类宏程序和B类宏程序两种。
FANUC 0i,15M，18M采用B类宏程序，0M采用A类宏程序。
使用B类宏程序有两种编程方法。
例子：行程为1000mm,间隔为100mm,采用双方向编程。
程式1如下：
G54G90G00X0
X-1
G04X3
N123
X#100
G04X5
#100=#100+100
IF [#100 LE 1000] GOTO 123
X1005
G04X3
#101=1000
N234
X#101
G04X5
#101=#101-100
IF [#101 GE 0] GOTO 234
M00
M30
注:GE≥ LE≤ GT> LT< EQ= NE≠
程式2如下:
G54G90G00X0
X-1
G04X3
WHILE [#100LE1000] DO 1 X#100
G04X5
#100=#100+100
END 1
X1005
G04X3
#101=1000
WHILE [#100GE0] DO 2
X#101
G04X5
#101=#101-100
END 2
M00
M30
使用A类宏程序
程式如下:
G54G90G00X0
X-1
G04X3
G65 H01 P#100 Q0; (#100=0)
/G65 H01 P#i Q#j
/代码:H01 功能:定义,替换,赋值定义:#i=#j
N123
X#100
G04X5
G65 H02 P#100 Q#100 R100; (#100=#100+100)
/G65 H02 P#i Q#j R#k
/代码:H02 功能:加法定义:#i=#j+#k
G65 H86 P-123 Q#100 R1000; (IF [#100 LE 1000] GOTO 123) /G65 H86 Pn Q#j R#k
/代码:H86 功能:条件转移定义:IF #j≤#k,GOTO n
X1005
G04X3
G65 H01 P#101 Q1000
N234
X#101
G04X5
G65 H03 P#101 Q#101 R100; (#101=#101-100)
/G65 H03 P#i Q#j R#k
/代码:H03 功能:减法定义:#i=#j-#k
G65 H85 P-234 Q#101 R0 (IF [#101 GE 0] GOTO 234)
/G65 H85 Pn Q#j R#k
/代码:H85 功能:条件转移定义:IF #j≥#k,GOTO n
M00
M30
另一种方法就是调用子程序的方法
M98 P##### L##
六、OKUMA螺补参数的设定
在“SYSTEM PARAMETER”页面
设定：
P PITCH ERR COMP（螺距补偿的正方向极限）
N PITCH ERR COMP（螺距补偿的负方向极限）
PITCH COMP SPAN （螺补间隔）
PITCH POINT （螺距补偿的补偿点数）
在“PITCH ERROR COMP”页面输入螺补值，通过软键“AXIS CHANGE”来选择各轴
七、OKUMA检测程式
例子同上，采用宏程序编程。
程序如下：
G15H10
G90G0X0
X-5
G04P3
VC1=0
N10
X=VC1
G04P5
VC1=VC1+100
IF [VC1 LE 1000] N10
X1005
GO4P3
VC1=1000
N11
X=VC1
GO4P5
VC1=VC1-100
IF [VC1 GE 0] N11
M00
M30
八、检测值输入的方法
在检测软件中补偿值选择绝对值。
在机床上输入时，无需更改符号。
输入值必须是5的整数倍。
而FANUC选择增量值。
在输入时，需要更改符号。
输入的最大值为7，而补偿的倍率最大为4倍。