CN116538910A - 一种激光干涉仪自动调整装置及其调整方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种激光干涉仪的调整装置以及调整方法,通过设计激光干涉仪安装调整机构,组合手动调整和自动调整机构,为激光干涉仪的自动化调整提供硬件解决方案;通过组合的第一PSD位置传感器和第二PSD位置传感器检测激光光路,实现激光干涉仪与干涉镜之间的快速安装校准。通过对多点位置检测的结果进行最小二乘法拟合分析,求解出激光干涉仪出射光在空间中的最佳方向矢量,消除激光测量***自身的***误差,减少阿贝误差和余弦误差对激光测量***的影响。
Description
技术领域
本申请涉及机械制造领域,尤其涉及一种激光干涉仪自动调整装置及其调整方法。
背景技术
激光干涉仪测量***作为数控机床精度检测的精密仪器之一,在数控机床的定位精度、重复定位精度、直线度和垂直度等数控机床精度检测和补偿中发挥重要的作用。实现激光干涉仪测量***的快速安装、高精度自动化准直对提高数控机床的检验精度,提高机床精度的检验、补偿效率,减少检测过程中阿贝误差和余弦误差对检测结果的影响,缩短机床检测时的停工时间具有重要的现实意义。现有的激光干涉仪的准直方法主要包括以下几种方法:根据经验调整激光干涉仪的安装位置和靶镜(角锥反射镜)的位置;通过安装准直镜对激光光路传播的空间角度进行微调,如Renishaw为其配套产品开发的准直镜;通过加装干涉镜辅助调节机械结构,反射镜辅助调节机械结构对激光光线进行准直调整;通过在激光光路中添加光线位置传感器(如CCD传感器、PSD位置传感器)来感知光线线路,进而实现激光测量光路的准直。
在中国专利文献公开的授权公开号为:CN109141223B的发明专利,其公开了“一种基于PSD的激光干涉仪光路高效精确校准方法”,并具体公开了:首先建立***光路,然后粗调整激光干涉仪光路,最后根据PSD二维光敏位置传感器获取各校准点的坐标值并计算测量光相对于参考反射光的偏移量,并根据偏移量对激光干涉仪光路进行精确调整。本发明通过PSD二维光敏位置传感器中测量的坐标实现自动校准激光干涉仪光路,但是该发明无法实现光路在空间中的位姿辨识求解。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种激光干涉仪的调整装置,旨在解决现有激光干涉仪测量***快速、自动化准直过程中存在的技术问题。
为实现上述目的,本申请提供一种激光干涉仪的调整装置,包括调整机构、调整平台、第一PSD位置传感器、第二PSD位置传感器、第一分光镜、第二分光镜、第一角锥反射镜以及第二角锥反射镜;
调整平台活动安装于调整机构,调整平台具有四个自由度,调整平台用于安装激光干涉仪主机;
第一PSD位置传感器、第二PSD位置传感器、第一分光镜、第二分光镜、第一角锥反射镜以及第二角锥反射镜均安装于调整平台,使得激光干涉仪主机安装在调整平台上时,第一PSD位置传感器、第二PSD位置传感器、第一分光镜、第二分光镜、第一角锥反射镜以及第二角锥反射镜在经过调整后能够处于理想准直状态。
可选地,在本发明的一些实施例中,还包括手动微调云台,手动微调云台安装于调整平台顶部,激光干涉仪主机安装于手动微调云台顶部。
可选地,在本发明的一些实施例中,上述手动微调云台与调整平台之间通过快换接头连接。
可选地,在本发明的一些实施例中,上述调整机构包括二自由度平面调整机构以及二自由度摆角调整机构;
二自由度摆角调整机构安装于二自由度平面调整机构,调整平台安装于二自由度摆角调整机构。
此外,为实现上述目的,本申请还提供一种激光干涉仪的调整装置的调整方法,包括响应于准直启动信号,获取第一PSD位置传感器的第一检测信号,根据第一检测信号,计算出激光干涉仪主机与第一角锥反射镜之间的偏摆角度偏差,并根据偏摆角度偏差,完成偏摆偏差的校准;
其中,第一检测信号包括第一PSD位置传感器位于第一位置时检测到激光的第一位置信号以及第一PSD位置传感器位于第二位置时检测到激光的第二位置信号;
响应于准直启动信号,获取第一PSD位置传感器的第二检测信号,根据第二检测信号,计算出激光干涉仪主机与第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差,并根据俯仰角度偏差,完成俯仰偏差的校准;
其中,第二检测信号包括第一PSD位置传感器位于第三位置时检测到激光的第三位置信号以及第一PSD位置传感器位于第四位置时检测到激光的第四位置信号;
控制第一PSD位置传感器复位后,使其沿激光光线方向移动,以获取激光与第一PSD位置传感器的与平行激光光线方向的象限轴之间距离的数值和垂直激光光线方向的象限轴之间距离的数值;
将多组对应的水平距离的数值和竖直距离的数值进行最小二乘法拟合,以获得激光干涉仪出射光的目标空间矢量方向;
基于目标空间矢量方向,获得目标空间矢量方向与激光发射方向的偏移偏差,并根据偏移偏差对激光发射方向进行调整。
可选地,在本发明的一些实施例中,包括:
基于第一PSD位置传感器位于第一位置时检测到的激光位置的第一位置信号,获取检测信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P1;
控制第一PSD位置传感器沿远离调整平台的轴向方向移动到第二位置,记录第一PSD位置传感器移动距离为第一移动距离D;
基于第一PSD位置传感器位于第二位置时检测到的激光位置的第二位置信号,获取检测信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P2;
基于距离P1、距离P2与第一移动距离D,计算出激光干涉仪主机与第一角锥反射镜之间的偏摆角度偏差。
可选地,在本发明的一些实施例中,包括:
基于下列方程式组,根据距离P1、距离P2与第一移动距离D,计算出激光干涉仪主机与第一角锥反射镜之间的偏摆角度偏差;
其中,P1为第一PSD位置传感器位于第一位置时检测到的激光位置的第一位置信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
P2为第一PSD位置传感器位于第二位置时检测到的激光位置的第二位置信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
D为第一PSD位置传感器从第一位置时移动到第二位置时的第一移动距离;
θ为偏摆角度偏差。
可选地,在本发明的一些实施例中,包括:
基于第一PSD位置传感器位于第三位置时检测到的激光位置的第三位置信号,获取检测信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P3;
控制第一PSD位置传感器沿激光测量平面的法矢方向移动到第四位置,记录第一PSD位置传感器移动距离为第二移动距离T;
基于第一PSD位置传感器位于第四位置时检测到的激光位置的第四位置信号,获取第四位置信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P4;
基于距离P3、距离P4与第二移动距离T,计算出激光干涉仪主机与第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差。
可选地,在本发明的一些实施例中,包括:基于下列方程式,根据距离P3、距离P4与第二移动距离T,计算出激光干涉仪主机与第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差;
其中,P3为第一PSD位置传感器位于第三位置时检测到的激光位置的第三位置信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
P4为第一PSD位置传感器位于第四位置时检测到的激光位置的第四位置信号与垂直于第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
T为第一PSD位置传感器从第三位置时移动到第四位置时的第一移动距离;
φ为俯仰角度偏差。
可选地,在本发明的一些实施例中,包括:
以第一PSD位置传感器平面的中心建立坐标系,
控制第一PSD位置传感器沿激光光线方向移动,选取移动过程中n个点位,以获取激光位于第一PSD位置传感器位于各个点位的第三检测信号;
基于多个第三检测信号,将多个第三检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离依次排列,获取多个第三检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离的数值为H1、H2、H3、…、Hn;
基于多个第四检测信号,将多个第四检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离依次排列,获取多个第三检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离的数值为V1、V2、V3、…、Vn。
相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:
本申请实施例提出的一种激光干涉仪的调整装置以及调整方法,通过设计激光干涉仪安装调整机构,组合手动调整和自动调整机构,为激光干涉仪的自动化调整提供硬件解决方案;
通过组合的第一PSD位置传感器和第二PSD位置传感器检测激光光路,实现激光干涉仪与干涉镜之间的快速安装校准。
通过运行预定的检测路径,并结合第一PSD位置传感器和第二PSD位置传感器的光路位置信息辨识计算出激光光路的空间位置姿态,并给出相应的调整参数。
通过对多点位置检测的结果进行最小二乘法拟合分析,求解出激光干涉仪出射光在空间中的最佳方向矢量,消除激光测量***自身的***误差,减少阿贝误差和余弦误差对激光测量***的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的激光干涉仪测量***的准直调整流程图;
图2为本发明实施例提供的激光干涉仪测量***自动准直调整机构示意图;
图3为本发明实施例提供的激光干涉仪主机调整、标定原理图;
图4为本发明实施例提供的激光干涉仪移动误差调整示意图;
图5为本发明实施例提供的激光干涉仪偏摆误差调整示意图;
图6为本发明实施例提供的激光干涉仪俯仰误差调整示意图。
图标:1-二自由度平面调整机构,2-二自由度摆角调整机构,3-调整平台,4-手动微调云台,5-激光干涉仪主机,6-第一PSD位置传感器,7-第二PSD位置传感器,8-第一分光镜,9-第二分光镜,10-第一角锥反射镜,11-第二角锥反射镜。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图2,本发明的第一实施例提供一种激光干涉仪的调整装置,包括调整机构、调整平台3、第一PSD位置传感器6、第二PSD位置传感器7、第一分光镜8、第二分光镜9、第一角锥反射镜10以及第二角锥反射镜11;
还包括手动微调云台4,手动微调云台4安装于调整平台3顶部,激光干涉仪主机5安装于手动微调云台4顶部;
调整机构包括二自由度平面调整机构1以及二自由度摆角调整机构2
本实施例的二自由度平面调整机构1放置在底面或者其他平台,在二自由度平面调整机构1的顶部固定安装二自由度摆角调整机构2,在二自由度摆角调整机构2的顶部安装调整平台3,调整平台3顶部固定安装激光干涉仪主机5,通过二自由度平面调整机构1控制调整平台3带动激光干涉仪主机5进行偏摆偏差的校准,通过二自由度摆角调整机构2控制调整平台3带动激光干涉仪主机5进行俯仰偏差的校准;
调整平台3顶部还安装第一分光镜8和第二分光镜9,第一分光镜8和第一角锥反射镜10沿激光干涉仪主机5发射激光的方向依次设置,第一角锥反射镜10安装在机床上且能沿着激光干涉仪主机5发出的激光的方向移动,第二分光镜9安装在第一分光镜8上方,第二PSD位置传感器7安装在第二分光镜9上方,第一PSD位置传感器6安装在第一分光镜8下方。
第一PSD位置传感器6、第二PSD位置传感器7、第一分光镜8、第二分光镜9、第一角锥反射镜10以及第二角锥反射镜11能在经过调整后能够处于理想准直状态,即是指第一PSD位置传感器6采集的位置信号处于第一PSD位置传感器6光靶的原点位置和第二PSD位置传感器7采集的位置信号处于第二PSD位置传感器7光靶的原点位置。
可选的,本实施例的角锥反射镜夹角是90°,分光镜安装位置与理想激光光路呈45°夹角,便于根据激光干涉仪镜组的角度参数,计算出激光光路传播的路径以及第一PSD位置传感器6和第二PSD位置传感器7检测出的光路位置信息。
作为一种可选的实施方式,参照图2,本发明的第二实施例提供一种激光干涉仪的调整装置的具体结构,包括:
手动云台安装在调整平台3上,手动微调云台4与调整平台3之间通过快换接头连接,通过快换接头实现手动微调云台4快速连接、利用快速接头上的定位面实现手动微调云台4的安装定位。
快换接头是一个广泛的工业产品配件名词,分为液压管道快换接头和挖掘机快换接头。挖掘机快换接头也叫快速连接器、快速连接头,快换接头能在挖掘机上迅速安装各种配置件(挖斗、松土器、破碎锤、液压剪等),能扩大挖掘机使用范围,并能节省时间,提高工效。
基于前述实施例的硬件环境,本申请的实施例提供了一种激光干涉仪的调整装置的调整方法,如图1所示,该方法包括:
先安装固定激光干涉仪的自动调整平台3,在完成激光干涉仪主机5安装和标定之后,在机床主轴端面安装固第二定角锥反射镜
人工调整自动调整平台3的位置或调整机床坐标轴,使两个PSD传感器均有位置检测信号,当第一PSD位置传感器6和第二PSD位置传感器7上均有光线位置检测信号输入后,便可开启自动准直模式。
具体的,当第一PSD位置传感器6和第二PSD位置传感器7上均有光线位置检测信号输入,该步骤的具体实施方式如图3所示,激光干涉仪主机5发射出入射激光,入射激光经过第一分光镜8之后被第一分光镜8分光形成垂直于入射激光方向的第一折射激光和沿入射激光方向移动的第二入射激光,第二入射激光射到第一角锥反射镜10并被第一角锥反射镜10反射后形成第一反射激光,第一反射激光再次经过第一分光镜8之后被第一分光镜8分光形成第二折射激光和第三反射激光,第二折射激光射到第一PSD位置传感器6上并使第一PSD位置传感器6检测到位置信号,第三反射激光回射到激光干涉仪主机5,第一折射激光沿垂直于入射激光方向移动,经过第二分光镜9之后被第二角锥反射镜11反射形成第二反射激光并回射到第二分光镜9,被第二分光镜9分光为第三反射激光和第三折射激光,第三折射激光射到第二PSD位置传感器7上并使第二PSD位置传感器7检测到位置信号,第三反射激光照射到第一分光镜8分后与第三反射激光重合并回射到激光干涉仪主机5。
图4为激光干涉仪移动误差调整示意图,当在完成激光干涉仪标定的过程中,发现存在误差时,移动第一角锥反射镜10使其移动到最佳位置,及使反射关系光线能够射回激光干涉仪主机5的激光接收部件,此时可以根据第一PSD位置传感器6的检测信号调整该激光干涉仪的移动误差。
响应于准直启动信号,获取第一PSD位置传感器6的第一检测信号,根据第一检测信号,计算出激光干涉仪主机5与第一角锥反射镜10之间的偏摆角度偏差,并根据偏摆角度偏差,完成偏摆偏差的校准;
其中,在具体偏摆偏差校准的实施过程中,激光干涉仪光线线路存在偏摆角度偏差时,第一角锥反射镜10的入射、出射光线原理图如图5所示,调整偏摆角度偏差的具体实施流程如下:
S1:当第一角锥反射镜10位于第一位置时,记录下第一PSD位置传感器6的检测信号为第一位置P1;
S2:将主轴端面上的第一角锥反射镜10往后移动一段距离到达第二位置P2,机床移动中确保第一PSD位置传感器6的检测信号不丢失。记录P1与P2之间的移动距离和第一PSD位置传感器6位于第一位置的检测信号为第二位置P2;
其中,P1与P2之间的距离尽可能的小,具体的,可以根据PSD传感器的位置精度分辨率确定最小移动距离。
S3:根据光线传播路径的几何关系,在两个位置,激光光路在靶镜中的路径在垂直于测量平面内的路径长度差值为:(P2-P1)/cos2θ,其中θ为偏摆角度偏差。
S4:在两个不同的位置,激光在靶镜上的落点与靶镜中心在测量平面上的距离差值为:(P2-P1)/cos2θ×cos(pi/4+θ)。
S5:根据光线传播路径的几何关系可知: 根据上述等式可以求解出偏摆角度偏差。
其中,P1为第一PSD位置传感器6位于第一位置时检测到的激光位置的第一位置信号与垂直于第一PSD位置传感器6的坐标轴的距离;
P2为第一PSD位置传感器6位于第二位置时检测到的激光位置的第二位置信号与垂直于第一PSD位置传感器6的坐标轴的距离;
D为第一PSD位置传感器6从第一位置时移动到第二位置时的第一移动距离;
θ为偏摆角度偏差。
S6:自动调整平台3根据计算出的偏摆角度偏差进行调整相应的偏摆角度后,调整平台3沿垂直激光光线方向平移使第一PSD位置传感器6的位置信号回到平行激光光线方向的象限轴上,完成偏摆偏差的校准。
激光干涉仪偏摆偏差标定完成后,记录下初始位置(第一位置)在数控机床坐标系下的位置坐标。
响应于准直启动信号,获取第一PSD位置传感器6的第二检测信号,根据第二检测信号,计算出激光干涉仪主机5与第一角锥反射镜10之间的俯仰角度偏差,并根据俯仰角度偏差,完成俯仰偏差的校准;
其中,在具体俯仰偏差校准的实施过程中,激光干涉仪光线线路存在俯仰角度偏差时,第一角锥反射镜10的入射、出射光线原理图如图6所示,调整俯仰角度偏差的具体实施流程如下:
S1:当第一角锥反射镜10位于第三位置(可以与第一位置重合)时,记录下第一PSD位置传感器6的检测信号为第三位置P3;
S2:控制数控机床沿激光测量平面的法矢方向移动第一角锥反射镜10,直到第一PSD位置传感器6检测到的位置到达预设点位,将该预设点位视为第四位置,此时激光光线直射第一角锥反射镜10中心。记录下数控机床的移动距离T,第一PSD位置传感器6位于第四位置的检测信号为第四位置P4;
S3:根据光线传播路径的几何关系可知:根据上述等式可以求解出俯仰角度偏差φ。
其中,P3为第一PSD位置传感器6位于第三位置时检测到的激光位置的第三位置信号与垂直于第一PSD位置传感器6的坐标轴的距离;
P4为第一PSD位置传感器6位于第四位置时检测到的激光位置的第四位置信号与垂直于第一PSD位置传感器6的坐标轴的距离;
T为第一PSD位置传感器6从第三位置时移动到第四位置时的第一移动距离;
φ为俯仰角度偏差。
S4:自动调整平台3根据计算出的俯仰角度偏差进行调整相应的俯仰角度后,自动调整平台3沿垂直激光光线方向平移使第一PSD位置传感器6检测到的位置信号回到垂直激光光线方向的象限轴上,完成俯仰偏差的校准。
其中,本实施例调整偏摆偏差或者调整俯仰偏差的顺序可以相互交换。
控制第一PSD位置传感器6复位后,使其沿激光光线方向移动,以获取激光与第一PSD位置传感器6的竖直象限轴之间的水平距离的数值和竖直距离的数值;
偏摆偏差和俯仰偏差调整完后,控制第一PSD位置传感器6回到初始位置,也就是第一位置,以机床坐标系为参考坐标系,沿激光光线方向移动,选取n个点位记录下第一PSD位置传感器6的多个检测信号,并将多个检测信号依次排列,获取多个检测信号与平行激光光线方向象限轴之间的垂直距离为H1、H2、H3、…、Hn;多个检测信号与垂直激光光线方向象限轴之间的垂直距离为V1、V2、V3、…、Vn。
对H1、H2、H3、…、Hn和V1、V2、V3、…、Vn一一对应并进行最小二乘法拟合,对偏摆、俯仰组合偏差进行SVD分解求解出激光干涉仪出射光的最佳空间矢量方向。
激光干涉仪主机5发出激光的矢量方向调整后在激光干涉仪检测起始点的位置,自动调整平台3沿垂直激光光线的2个方向平移使第一PSD位置传感器6的位置信号回到第一PSD位置传感器6的象限轴上,完成初始标定,完成激光干涉仪的准直校准。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种激光干涉仪的调整装置,其特征在于:包括调整机构、调整平台、第一PSD位置传感器、第二PSD位置传感器、第一分光镜、第二分光镜、第一角锥反射镜以及第二角锥反射镜;
所述调整平台活动安装于所述调整机构,所述调整平台具有四个自由度,所述调整平台用于安装激光干涉仪主机;
所述第一PSD位置传感器、所述第二PSD位置传感器、所述第一分光镜、所述第二分光镜、所述第一角锥反射镜以及所述第二角锥反射镜均安装于所述调整平台,使得所述激光干涉仪主机安装在所述调整平台上时,所述第一PSD位置传感器、所述第二PSD位置传感器、所述第一分光镜、所述第二分光镜、所述第一角锥反射镜以及所述第二角锥反射镜在经过调整后能够处于理想准直状态。
2.如权利要求1所述的一种激光干涉仪的调整装置,其特征在于:还包括手动微调云台,所述手动微调云台安装于所述调整平台顶部,所述激光干涉仪主机安装于所述手动微调云台顶部。
3.如权利要求2所述的一种激光干涉仪的调整装置,其特征在于:所述手动微调云台与所述调整平台之间通过快换接头连接。
4.如权利要求1所述的一种激光干涉仪的调整装置,其特征在于:所述调整机构包括二自由度平面调整机构以及二自由度摆角调整机构;
所述二自由度摆角调整机构安装于所述二自由度平面调整机构,所述调整平台安装于所述二自由度摆角调整机构。
5.一种基于权利要求1-4所述的激光干涉仪的调整装置的调整方法,其特征在于,所述方法包括:
响应于准直启动信号,获取所述第一PSD位置传感器的第一检测信号,根据所述第一检测信号,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的偏摆角度偏差,并根据所述偏摆角度偏差,完成偏摆偏差的校准;
其中,所述第一检测信号包括所述第一PSD位置传感器位于第一位置时检测到所述激光的第一位置信号以及所述第一PSD位置传感器位于第二位置时检测到所述激光的第二位置信号;
响应于准直启动信号,获取所述第一PSD位置传感器的第二检测信号,根据所述第二检测信号,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差,并根据所述俯仰角度偏差,完成俯仰偏差的校准;
其中,所述第二检测信号包括所述第一PSD位置传感器位于第三位置时检测到所述激光的第三位置信号以及所述第一PSD位置传感器位于第四位置时检测到所述激光的第四位置信号;
控制所述第一PSD位置传感器复位后,使其沿激光光线方向移动,以获取激光与所述第一PSD位置传感器的与平行激光光线方向的象限轴之间距离的数值和垂直激光光线方向的象限轴之间距离的数值;
将多组对应的所述水平距离的数值和所述竖直距离的数值进行最小二乘法拟合,以获得所述激光干涉仪出射光的目标空间矢量方向;
基于所述目标空间矢量方向,获得所述目标空间矢量方向与激光发射方向的偏移偏差,并根据所述偏移偏差对所述激光发射方向进行调整。
6.如权利要求5所述的一种激光干涉仪的调整装置的调整方法,其特征在于,所述根据所述第一检测信号,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的偏摆角度偏差的步骤,包括:
基于所述第一PSD位置传感器位于第一位置时检测到的激光位置的第一位置信号,获取所述检测信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P1;
控制所述第一PSD位置传感器沿远离所述调整平台的轴向方向移动到第二位置,记录所述第一PSD位置传感器移动距离为第一移动距离D;
基于所述第一PSD位置传感器位于第二位置时检测到的激光位置的第二位置信号,获取所述检测信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P2;
基于所述距离P1、所述距离P2与所述第一移动距离D,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的偏摆角度偏差。
7.如权利要求6所述的一种激光干涉仪的调整装置的调整方法,其特征在于,所述基于所述距离P1、所述距离P2与所述第一移动距离D,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差的步骤,包括:
基于下列方程式组,根据所述距离P1、所述距离P2与所述第一移动距离D,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的偏摆角度偏差;
其中,P1为所述第一PSD位置传感器位于第一位置时检测到的激光位置的第一位置信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
P2为所述第一PSD位置传感器位于第二位置时检测到的激光位置的第二位置信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
D为所述第一PSD位置传感器从第一位置时移动到第二位置时的第一移动距离;
θ为偏摆角度偏差。
8.如权利要求5所述的一种激光干涉仪的调整装置的调整方法,其特征在于,所述根据所述第二检测信号,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差的步骤,包括:
基于所述第一PSD位置传感器位于第三位置时检测到的激光位置的第三位置信号,获取所述检测信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P3;
控制所述第一PSD位置传感器沿激光测量平面的法矢方向移动到第四位置,记录所述第一PSD位置传感器移动距离为第二移动距离T;
基于所述第一PSD位置传感器位于第四位置时检测到的激光位置的第四位置信号,获取所述第四位置信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离P4;
基于所述距离P3、所述距离P4与所述第二移动距离T,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差。
9.如权利要求8所述的一种激光干涉仪的调整装置的调整方法,其特征在于,所述基于所述距离P3、所述距离P4与所述第二移动距离T,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差的步骤,包括:
基于下列方程式,根据所述距离P3、所述距离P4与所述第二移动距离T,计算出所述激光干涉仪主机与所述第一角锥反射镜之间的俯仰角度偏差;
其中,P3为所述第一PSD位置传感器位于第三位置时检测到的激光位置的第三位置信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
P4为所述第一PSD位置传感器位于第四位置时检测到的激光位置的第四位置信号与垂直于所述第一PSD位置传感器的坐标轴的距离;
T为所述第一PSD位置传感器从第三位置时移动到第四位置时的第一移动距离;
φ为俯仰角度偏差。
10.如权利要求5所述的一种激光干涉仪的调整装置的调整方法,其特征在于,所述获取激光与所述第一PSD位置传感器的与平行激光光线方向的象限轴之间距离的数值和垂直激光光线方向的象限轴之间距离的数值的步骤,包括:
控制所述第一PSD位置传感器沿所述激光光线方向移动,选取移动过程中n个点位,以获取所述激光位于所述第一PSD位置传感器位于各个点位的第三检测信号;
基于多个所述第三检测信号,将多个所述第三检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离依次排列,获取多个所述第三检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离的数值为H1、H2、H3、…、Hn;
基于多个所述第四检测信号,将多个所述第四检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离依次排列,获取多个所述第三检测信号与平行激光光线方向的象限轴之间的垂直距离的数值为V1、V2、V3、…、Vn。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310369747.3A CN116538910A (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 一种激光干涉仪自动调整装置及其调整方法 |
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CN (1) | CN116538910A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116661163A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种激光干涉仪准直装置和方法 |
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2023
- 2023-04-10 CN CN202310369747.3A patent/CN116538910A/zh active Pending
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