雷射幹涉儀檢測指導

2021-01-18 隨查之數控專家

雷射幹涉儀是以雷射波長為長度計量基準的高精度測量儀器，隨著雙頻雷射幹涉儀的出現，因其具有性能穩定、檢測精度高及數據可靠性好等優點，已成為高精密機械生產中校準及補償的標準儀器，在機械製造、金屬切削加工及航空航天等領域得到了廣泛的應用。雷射幹涉儀有單頻和雙頻之分，單頻雷射幹涉儀受環境因素影響較大，一般用於特定環境的實驗室。雙頻雷射幹涉儀應用頻率變化來測量位移，對由光強變化引起的直流電平變化不敏感，抗幹擾能力強，廣泛應用於各種工況下。

雷射幹涉儀以光波為載體，具有測量精度高、測量速度快、測量範圍大、最高測速下解析度高等特點，其光波波長可直接對米進行定義並溯源至國家標準。因此，雷射幹涉儀廣泛應用於數控工具機、PCB鑽孔機、坐標測量機、位移傳感器等精密儀器的質量控制與校準以及科研開發、高端設備製造等領域。

雷射幹涉儀的工作原理

　　雷射幹涉儀發射單一頻率光束，光束射入線性幹涉鏡後分成兩道光束射向反射鏡，這兩道光束再反射回到分光鏡，最後重新匯聚返回雷射幹涉儀。若光程差沒有變化時，雷射幹涉儀會在相長性和相消性幹涉的兩極之間找到穩定的信號。若光程差有變化時，這些變化會被計算並用來測量兩個光程之間的差異變化。


雷射幹涉儀使用技巧

　　1、Z軸雷射光路快速準直方法

　　用雷射幹涉儀進行線性測量時，Z軸測量時雷射光路的準直相對X、Y軸準直來說，要困難的多。尤其是在Z軸距離較長的情況下，要保證雷射光束經反射鏡反射後回到激先探測器的強度滿足測量對對光強的要求，準直雷射光路往往需要很長時間。

　　Z軸雷射光路快速準直方法具體調整方法如下：Z軸置於低處，利用雷射器外殼中部的瞄準槽，正對Z軸放置分光鏡，左右移開Z軸，觀察雷射光路，保證雷射轉向後大致平行於Z軸，左右移回Z軸放置線性反射鏡及光靶(可以蓋在反射或分光鏡上以幫助入眼瞄準及控制光路的靶)，雷射打在反射鏡光靶上。

　　雷射幹涉儀初步調整後，固定分光鏡並在分光鏡上安裝光靶，通過「整體」調整精確瞄準光靶後，取下分光鏡光靶，將Z軸升高，觀察雷射在反光鏡光靶上偏離程度，同時透過「尾部」調整使雷射對準反光鏡光靶，若在此過程中因「尾部」的調整導致分光鏡遮擋了部分雷射，則將Z軸停止上升回到起始處，重新調整「整體」，再次對準反射鏡光靶。緊接著再升Z軸，繼續調整「尾部」，觀察雷射在反光鏡光靶上偏離程度。重複整個過程，往往幾次即可達到準直要求。

　　2、輔助工具的選擇

　　雖然雷射幹涉儀安裝組件比較齊全，但在實際使用過程中還是需要另外配置一些輔助工具：

　　①研製低高度雲臺支架

　　部分工具機工作檯高度與地面是基本相平的，那麼測量Z軸時，如果使用雷射幹涉儀原裝三角架及雲臺安放雷射器於地面，則肯定會因為三角架本身的高度，損失測量範圍。

　　②選擇磁性表座

　　磁性表座是雷射幹涉儀常用的輔助工具，選擇時需要注意，表座工作面上需有螺孔以配合安裝鏡組安裝杆，主磁性吸面位於底面和側面的表座各選擇兩個(實驗室或工廠多採用的是主磁性吸面位於底面的表座)，在測量時，往往側面吸的表座更利於雷射幹涉儀鏡組的安裝。

　　3、鏡組的靈活使用

　　雷射幹涉儀具有有線性測量鏡組、角度測量鏡組、平面度測量組件、直線度測量組件、垂直度測量鏡組、雷射器準直輔助鏡等等，實際使用中，有些不同功能的鏡組也可以相互組合使用，以滿足測量需要。比如角度測量鏡組中的反射鏡也可以替換線性測量鏡組中的反射鏡;雷射器準直輔助鏡的使用可以減少準直調整的時間。

　　同時，雷射幹涉儀各個測量鏡組也可以在別的測量工作中使用，常見的利用分光鏡或者光學直角器，達到改變光路，方便測量的目的。這需要，了解設備性能、掌握測量技巧，在滿足測量準確度的前提下活學活用。

　　4、配備專用電腦的重要性

　　雷射幹涉儀常配合筆記本電腦使用，但如果不注意專用的問題，無論是軟體衝突、抑或是電腦病毒，往往會影響到測量和使用。

雷射幹涉儀的測量精度與哪些因素有關?

　　雷射幹涉儀在實際使用中，需要確認其在各個測量應用中能夠達到的真實精度水平以確保測量數據準確可靠。雷射幹涉儀的測量讀數最終均與雷射波長有關，因此雷射器頻率的準確性和穩定性是雷射幹涉儀測量精度的保障。此外，雷射幹涉儀的環境條件補償系統(壓力、溫溼度傳感器)的讀數準確性對最終的測量精度有著重要的影響。

　　總結起來，影響雷射幹涉儀測量精度的因素包括：①雷射器頻率(波長)及頻率穩定性;②測量讀數軟體系統帶來的誤差;③反射鏡、角錐稜角誤差;④溫溼度、壓力傳感器誤差;當然，在具體測量任務中的測量精度還與測量人員、現場環境條件等因素有關。

雷射幹涉儀的使用注意事項

　　1、雷射幹涉儀必須定人保管，機加技術組人員專人專用，專人送檢，他人不得隨意動用，以防損壞，降低精度。

　　2、雷射幹涉儀要設置專庫存放，環境要求乾燥、通風、防震、防霧、防塵、防鏽。儀器應保持乾燥。各種儀器均不可受壓、受凍、受潮或受高溫，儀器箱不要靠近火爐或暖氣管。

　　3、對雷射幹涉儀要小心輕放，避免強烈的衝擊震動，安置儀器前應檢查三腳架的牢固性，整個作業過程中工作人員不得離開儀器，防止意外發生。

　　4、雷射幹涉儀應避免在溫度變化大、有風、潮溼環境下測量，此時檢測結果將收到很大的影響。


下面在西門子828系統上雷射幹涉儀的檢測方法


本文參考連結

http://www.yiqi.com/daogou/detail_1903.html

https://mp.weixin.qq.com/s/Iu07TeGKl7cQ9RUPwwBTnw


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