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激光干涉仪软硬件介绍讲解

激光干涉仪软硬件介绍
本次试验我们使用的仪器为:Renishaw 激光器测量系统。

这个系统由“软件”与“硬件”两个部分组成,所以我们认识他,就是搞清楚各是什么硬件和软件。

看到这个章节时,可定有人会问还有什么硬软件之分的吗?答案是肯定的!
先问大家一个问题:只有躯体的人就是一个正常的人吗?答案是否定的!
一个正常的人不但须要一个实实在在的躯体,还需要由看不见的意识性的东西——思想的存在!
3.1 激光干涉仪是由什么硬件组成
3.1.1 什么是硬件?
硬件:硬件就是我们看到的一堆由金属、塑料等材料堆成的被称之为“Renishaw 激光干涉仪”的东西(事实上,它是由一些机壳和电路板等物构成)。

因为是一些看得见、摸得着的东西,又因为都是“硬”的,所以被人们形象地称为“硬件”。

3.1.2具体硬件名称以及各自的用途是什么?
一、本次使用激光检测仪主要检测螺距误差,因此我们主要使用到以下的仪器:
(1)ML10 激光器
Renishaw ML10 Gold Standard 激光器
以上四个图案为激光罩在不同的状态下的作用
A)无光束射出 B)缩小横截面光束及目标 C)最答光束及目标
D)标准测量位置射出最大光来的横截面以及反射光束的探测器孔Renishaw ML10 Gold Standard 激光器:
ML10 是一种单频 HeNe 激光器,内含对输出激光束稳频的电子线路及对由测量光学镜产生的干涉条纹进行细分和计数处理。

其主要作用简单概括为:发射红外线以及返收红外线供特定的软件做分析,记录相关的数据。

(2)三脚架
三脚架及云台可用来安装 ML10 激光器,将 ML10 激光器设置在不同的高度,并充分控制 ML10 激光束的准直。

对于大多数机床校准设置,建议将 ML10 激光器安装在三脚架和云台上。

三脚架、安装云台和 ML10 激光器三合一体,可为 ML10 光束准直提供下列调整:高度调整
水平平移调整
角度偏转偏转调整
角度俯仰调整
其中高度调整是由图9上显示的高度曲柄控制的,水平平移是由图2上显示的平移控制旋钮控制,角度偏转偏移是由图2上显示的旋转微调旋钮控制。

图2后的两个示意图为水平平移和角度偏移的使用方法。

(3)EC10 环境补偿装置
EC10 环境补偿装置可以补偿激光器光束波长在气温、气压、及相对湿度影响之下的变化。

大多数机床会随着温度变化膨胀或收缩,可能导致校准发生误差,为了避免校准误差,线性测量软件纳入一种称为热膨胀补偿或“归一化”的数学修正,应用在线性激光读数上。

软件使用膨胀系数将测量加以归一(膨胀系数需手动输入),并使用 EC10 来测量平均机床温度。

修正的目的是要评估在 20 °C (68 °F) 的温度下执行校准时应得的激光器校准结果。

(4)线性测量镜组
线性测量镜组可用于测量线性定位精度。

线性测量镜组组件包括下列要件,如图 1 所示:
①分光镜
②两个线性反射镜
③两个光靶以助于光学准直
注:当您组合一个分光镜和线性反射镜后,便成为一个线性干涉镜。

(5)用于将镜组安装到机床机床上的安装组件
镜组安装组件是用来将 Renishaw 测量镜组安装到CMM 或机床上。

本系统的设计可以轻易地交换不同的测量镜组,无需重新准直激光器。

组件包括:
●三个安装杆(安装杆有 M8 螺丝钉可拧上底板、标准磁基或其它 Renishaw 装置)
●M8 适配器(可连接标准磁基或 Renishaw 的 CMM 探头)
●两个底板
●两个安装块和安装螺钉(可将光学元件连接至安装杆)
镜组安装组件不包括任何可将安装的镜组夹上待测机床的元件,要这么做需视不同的机床而异。

一种通用的方式是用磁性安装块直接将钢制底板或/和安装杆装上机床。

安装组件的安装杆和底板都是磁性不锈钢所制,因此可以用磁性安装块来加以牢固。

3.2 激光干涉仪是由哪些软件组成
3.1.2什么是软件?
软件:是人们为了告诉电脑要做什么事而编写的,电脑能够理解的一串指令,有时也叫代码、程序。

3.2.2 具体的软件名称以及各自的用途是什么?
(1)Renishaw Laser10是配套Renishaw 激光器测量系统的软件,此软件的资源管理器窗口:
这里面包括该仪器所有功能的配套软件,其中线性测长是我们本次研究的软件。

(2)线性测量软件
下列各表列出各种菜单选项的功能:文件
选项/次选项功能


自动设置
随机设置
手动设置
指导用户通过有关数据采集设置程序,显示目标生成,采集初始化和自动数据采集对话框。

倘若您已在会话中定义了目标,就可以选择创建新目标或者修改既有的目标。

打开会显示打开对话框,容许您在其中为上一次数据采集会话加
载参数。

另存为会显示另存为对话框,容许您将数据用一个新文件名保存或
保存至另一个目录。

属性容许您输入或查看当前的数据采集会话的机床标题信息。

最近会话容许您从最近的数据采集会话列表内选择并打开数据文件。

退出退出数据采集软件。

目标
选项/次选项功能
2 读数
3 信号
4 环境之一会使该窗口成为活动窗口,而且在层叠模式中将选中的窗口带到最前面。

帮助
选项/次选项功能
关于 PC10 设备关于自动采集
关于采集
会显示一个小窗口,提供关于接口设备、自动采集或采集软件的简短说明。

显示的信息包括软件版本号以及至 Renishaw 网站的链接。

帮助会单独显示一个帮助窗口,其中包含本
Renishaw Laser10 校准系统用户手册的信息库。

以下为工具栏功能:
自动设置,逐步指导您完成自动目标设置、采集初始化以及自动数据采集设置对话框并自动开始数据采集程序。

会显示打开对话框,容许您在其中为先前的数据采集会话加载参数。

会显示另存为对话框,容许您保存采集的数据。

定标激光器。

将一个预置值应用至激光读数。

在所显示的激光读数方向之间切换。

在毫米及英寸间来回切换显示单位。

在角度测量模式中,单位将会在度数、毫弧度及弧秒间来回切换。

在毫米及英寸间切换误差单位。

在角度测量模式中,单位将会在弧秒及毫弧度间来回切换。

会显示分辨率对话框,容许您在其中设置显示在小数点后的数字位数。

切换平均开启/关闭功能。

选择长期平均。

选择短期平均。

启动 Renishaw Laser10 分析软件。

会显示一个帮助窗口,其中包含本 Renishaw Laser10 校准系统用户手册的信息库。

结束数据采集软件。

以下为软件本体上的一些功能:
图1
图1显示当前检测到的实际位置,其中有红色背景和灰色背景的区分,红色代表当前检测过程中激光的返回光点偏移或光源受阻挡,灰色表正常。

图2主要是显示当前 ML10与EC10的工作状态,并且显示了当前使用的单位标准、测量方式、数据采集的方式。

图2
图3主要记录检测到的实际数据并且以图形的形式显示出来。

图3
图4显示为当前激光返回信号的强度,其实我们也可以使用此信号的显示情况判断当前光线是否准直,即镜子的安装是否正确。

图4。

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