激光干涉儀實(shí)驗(yàn)報(bào)告

基于激光干涉儀的CA6140機(jī)床精度測量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1.了解雷尼紹XL-80激光干涉儀的工作原理；2.掌握雷尼紹XL-80激光干涉儀的的使用方法；3.掌握普通機(jī)床Z軸定位精度、重復(fù)定位精度的測量方法；4.掌握普通機(jī)床定位誤差數(shù)據(jù)的處理方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1.雷尼紹XL-80激光干涉儀一臺；2.CA6140機(jī)床一臺。三、實(shí)驗(yàn)原理圖1線性定位精度測量原理圖來自XL-80激光頭的光束進(jìn)入線性干涉鏡，在此光束被分成兩束。一束光（稱為參考光束）被引向裝在分光鏡上的反射鏡，另一束光（測量光束）則穿過分光鏡到達(dá)第二個(gè)反射鏡。然后，兩束光都被反射回分光鏡，在此它們重新組合并被導(dǎo)回到激光頭，激光頭內(nèi)的探測器監(jiān)測兩束光之間的干涉。一般在線性測量過程中，一個(gè)光學(xué)組件保持靜止不動(dòng)，另一個(gè)光學(xué)組件沿線性軸移動(dòng)。通過監(jiān)測測量光束和參考光束之間的光路差異的變化，產(chǎn)生定位精度測量值（注意，它是兩個(gè)光學(xué)組件之間的差異測量值，與XL激光頭的位置無關(guān)）。此測量值可以與理想位置比較，獲得機(jī)床的精度誤差。四、實(shí)驗(yàn)步驟圖2定位精度測量示意圖1.光路搭建（1）開動(dòng)機(jī)床，在保證激光不被機(jī)床碰到的情況下，激光干涉儀應(yīng)離機(jī)床越近越好（便于對光）。（2）放好支架，大體判斷鏡子所需架設(shè)的高度，然后調(diào)整支架至合格位置。各個(gè)活動(dòng)部件都要鎖死。（3）將激光干涉儀安裝至支架，激光干涉儀下有鎖扣，扣死。使用水平儀，通過調(diào)整支架使激光干涉儀達(dá)到水平狀態(tài)。（4）將激光干涉儀各個(gè)微調(diào)螺母調(diào)制中間位置（便于以后微調(diào)）。（5）連接激光干涉儀電源、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)收集器、傳感器、電腦等，打開激光干涉儀電源使激光干涉儀預(yù)熱，等激光指示燈出現(xiàn)綠色后，表明激光已穩(wěn)定（正常需5分鐘）。（6）架鏡子：遵循干涉鏡不動(dòng)，反射鏡隨機(jī)床動(dòng)a.將機(jī)床擦拭干凈并將機(jī)床開到合適位置，被測量軸工作臺需要開到極限位置（最靠近激光儀的一側(cè)）。b.先架干涉鏡，將干涉鏡用安裝桿、磁性表座固定在機(jī)床不可運(yùn)動(dòng)部件或其它固定部件上?？赏ㄟ^不同的組裝方法使光線的反射方向不同（那些不方便直線七、思考題1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析機(jī)床的定位精度、重復(fù)定位精度和反向差值分別為多少？定位精度A=1941.924微米重復(fù)定位精度R=（505.212+951.770）/2=728.491微米反向差值B=1123.333微米2.什么是定位精度？什么是重復(fù)定位精度？定位精度：指零件或刀具等實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)位置(理論位置、理想位置)之間的差距，差距越小，說明精度越高。是零件加工精度得以保證的前提。重復(fù)定位精度：在在相同條件下加工一批零件所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。3.產(chǎn)生反向差值的原因。在傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)部件之間存在間隙，如鍵連接間隙、齒輪副中的齒輪間隙、絲杠螺母副間隙等。其綜合作用影響下導(dǎo)致了反向差值的出現(xiàn)，使得機(jī)床加工精度降低。4.簡述對光過程。（1）激光干涉儀光頭旋轉(zhuǎn)至小光圈，將光線調(diào)整至射入干涉鏡，通過調(diào)整角度，激光干涉儀高度等，使激光干涉儀上主光點(diǎn)在對光圓圈的中點(diǎn)，副光點(diǎn)和主光點(diǎn)在同一豎直線上。（2）將反射鏡與干涉鏡對齊，移動(dòng)X軸和反射鏡的高度，觀察對光圈上第二主光點(diǎn)的位置，當(dāng)對光圓圈上的兩個(gè)主光點(diǎn)完全重合，且都處于對光圓圈的中心時(shí)，說明此位置處參考光束和測量光束可以形成干涉。八、心得體會