激光干涉仪实验报告资料

1、 基于激光干涉仪的CA6140机床精度测量实验学院： 姓名： 学号： 成绩：.了解雷尼绍XL-80激光干涉仪的工作原理；.掌握雷尼绍XL-80激光干涉仪的的使用方法；.掌握普通机床Z 轴定位精度、重复定位精度的测量方法；.掌握普通机床定位误差数据的处理方法。1.雷尼绍XL-80 激光干涉仪一台；2.CA6140 机床一台。三、实验原理图 1 线性定位精度测量原理图来自 XL-80 激光头的光束进入线性干涉镜，在此光束被分成两束。一束光（称为参考光束）被引向装在分光镜上的反射镜，另一束光（测量光束）则穿过分光镜到达第二个反射镜。然后， 两束光都被反射回分光镜，在此它们重新组合并被导回到激光头，激

2、光头内的探测器监测两束光之间的干涉。一般在线性测量过程中，一个光学组件保持静止不动，另一个光学组件沿线性轴移动。通过监测测量光束和参考光束之间的光路差异的变化，产生定位精度测量值 （注意， 它是两个光学组件之间的差异测量值，与 XL 激光头的位置无关）。此测量值可以与理想位置比较，获得机床的精度误差。2 定位精度测量示意图.光路搭建（ 1）开动机床，在保证激光不被机床碰到的情况下，激光干涉仪应离机床越近越好（便于对光）。2） 放好支架，大体判断镜子所需架设的高度，然后调整支架至合格位置。各个活动部件都要锁死。3）将激光干涉仪安装至支架，激光干涉仪下有锁扣，扣死。使用水平仪，通过调整支架使激光干

3、涉仪达到水平状态。4）将激光干涉仪各个微调螺母调制中间位置（便于以后微调）。5）连接激光干涉仪电源、数据线、数据收集器、传感器、电脑等，打开激光干涉仪电源使激光干涉仪预热，等激光指示灯出现绿色后，表明激光已稳定（正常需5 分钟） 。6）架镜子：遵循干涉镜不动，反射镜随机床动a.将机床擦拭干净并将机床开到合适位置，被测量轴工作台需要开到极限位置（最靠近激光仪的一侧）。b.先架干涉镜，将干涉镜用安装杆、磁性表座固定在机床不可运动部件或其它固定部件上。可通过不同的组装方法使光线的反射方向不同（那些不方便直线架设激光干涉仪的，可以采取90 度架设） 。 激光干涉仪一般吸附在主轴上，如不方便可吸附在主轴

4、箱上。c.架设反射镜，将反射镜用安装杆、磁性表座固定在机床运动部件上。调整高度使其和干涉镜高度相同。.对光过程：近处调镜组的位置，远处调激光头的俯仰和偏摆旋钮。（ 1）激光干涉仪光头旋转至小光圈，将光线调整至射入干涉镜（通过调整架子位置和高度），这时需要看的是激光仪上主光点应在对光圆圈的中点，副光点应和主光点在同一竖直线上。如果达不到这个要求，继续通过调整架子角度、激光干涉仪高度等，使其符合要求。将反射镜与干涉镜对齐，注意， 此时反射镜位于离激光头最近的位置，移动 X 轴和反射镜的高度，观察对光圆圈上第二主光点的位置，当对光圆圈上的两个主光点完全重合、且都处于对光圆圈的中心时说明此位置处参考光

5、束和测量光束可以形成干涉。（ 3）手摇机床使之开到要测量的最远端，这时若两光点分离即不在同一直线上， 需通过调整激光头偏摆和俯仰旋钮来调节，使对光圆圈上的两个主光点完全重合、且都处于对光圆圈的中心。（ 4）重复步骤（2） 、 （3） ，直至在整个从最近端到最远端的行程中两光点一直处于重合的状态，对光完成。.测量启动测量软件，进行相关设置。沿Z 轴方向移动机床，移动到要求位置，点击“采集数据”。五、注意事项.搬运仪器附件箱时，应轻拿轻放，防止损坏激光干涉仪或其它附件。.三角架在使用时，应将各紧固螺钉固紧，防止意外事故的发生。.激光干涉仪在使用时，应用两松紧带固紧。.安装光学镜组时，要小心谨慎，防止摔坏或碰坏镜组，特别禁止“悬空”安装光学镜。.严禁用手触摸镜组镜面，保持镜面干净。.眼睛不能对准输出光束直视，否则会伤害眼睛。注意各条电源线和传输线，以免拌到电源线或传输线。测量完后，应将电源线、连接电缆、电源插板及电缆线等擦拭干净。测量完毕后，应仔细清点仪器所有附件，防止丢失。六、实验数据处理测量完毕后，点击 “分析数据”下的 “ GB/T 17421.2-2000分析曲线”、 “ GB/T17421.2-2000 三合曲线”、 “打印或观查误差表”和“误差补偿图表”，得到相应的