齐静雅,王昭,黄军辉,余宝,高建民

(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,710049,西安)



机床导轨滚转角测量误差分析

齐静雅1,王昭1,黄军辉1,余宝1,高建民2

(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,710049,西安)

为研究激光外差干涉法滚转角测量中反射器入射角误差对测量灵敏度的影响,利用琼斯矩阵,建立了一种新的测量光路数学模型。新模型在原有模型的基础上考虑了高反镜入射角误差的影响,基于多层介质膜作用机理,量化了高反镜入射角误差引起的反射光变化,进而推导出高反镜入射角误差对滚转角测量灵敏度的影响。结果表明:测量系统的放大倍数随高反镜入射角不同而变化,并在入射角为36°时取得理论最大值720倍,达到高反镜正常角度入射时放大倍数的6倍;实验验证当高反镜入射角为38°时,系统放大倍数达到346倍,若采用分辨率为0.01°的相位计,滚转角的测量分辨率可达0.1″。实验结果验证了理论分析的正确性,并且提供了一种通过改变高反镜入射角来提高滚转角测量灵敏度的思路。

滚转角;高反镜;入射角;测量灵敏度;机床导轨

几何误差检测是数控机床误差补偿技术的关键环节。在三轴数控机床导轨的21项几何误差中,滚转角是目前较难测量的一项。目前基于偏振态的激光外差干涉测量方法研究较多,其原理是基于敏感元件对激光偏振态的敏感性,通过敏感元件的滚转改变激光的偏振态,从而改变拍频信号的相位,由相位计获得相位变化量反推得敏感元件的滚转角[1-8]。……