角度测量.ppt

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1、执行角度测量的步骤执行角度测量的步骤执行角度测量所需的步骤如下：1.设定XL激光系统和角度光学镜组。2.使激光光束与机器的运动轴准直。3.采集角度数据。如果测量角度大于1，则确保启用反正弦修正。4.分析角度数据。在按您选择的国家或国际标准进行分析之前，先使用“所有数据图”，检查采集数据的测量误差。这将在影响角度测量精度的因素中做更深入的讨论。角度测量的设定角度测量的设定 为安全起见，开始时，XL激光头的光闸应转至关闭位置，如下图2所示。角度测量镜组角度测量镜组 角度测量镜组用于测量角度位移，尤其是与机床的轴之间的俯仰和扭摆角度，或者三坐标测量机。角度测量镜组还是使用平面度测量镜组和 RX10

2、旋回转轴校准器时所必需的。角度测量的原理角度测量的原理 对于沿着水平轴进行的俯仰测量来说，两个光学组件都垂直安装；对于扭摆测量来说，它们都要水平安装。激光束被角度干涉镜中包含的分光镜一分为二。一部分光束(A1)直接通过干涉镜，并从角度反射镜的某一半反射回激光头。另一条光束(A2)通过角度干涉镜的角度分光镜，传到角度反射镜的另一半，角度反射镜使光束通过干涉镜返回到激光头。通过比较光束A1和A2之间的光程差获取角度测量值（即测量结果与激光头和角度干涉镜之间以及角度干涉镜和角度反射镜之间的距离无关）。在进行俯仰和扭摆测量时，不必进行环境补偿，因为环境变化对两条测量光束的影响相同。安装角度镜组安装角度

3、镜组如果刀具或者测头位置沿着被校准的轴移动，则反射镜应放在刀具/测头位置上，干涉镜应放在机床或者工作台上，如图2所示 如果工作台沿着被测轴移动，则干涉镜应放在静止的刀具位置，反射镜应放在工作台上，如图3所示。修正光学镜的定位以最小化测量误差修正光学镜的定位以最小化测量误差在安装光学镜时，应考虑以下因素以确保使所有测量误差都为最小。1.将光学镜直接固定在有关点上。2.将光学镜固定牢靠。3.光学镜应在运动轴的一端汇合。4.避免局部性热源。5.使用转向镜。角度测量配置角度测量配置 俯仰误差测量 水平轴 扭摆误差测量 水平轴 扭摆误差测量 水平轴（与激光头成直角）俯仰或扭摆误差测量 垂直轴 扭摆误差测

4、量 水平轴俯仰误差测量俯仰误差测量 水平轴水平轴扭摆误差测量扭摆误差测量 水平轴（与激光头成直角）水平轴（与激光头成直角）注：注：如果希望通过将角度干涉镜和反射镜旋转90来测量俯仰，则必须固定转向镜。俯仰或扭摆误差测量俯仰或扭摆误差测量 垂直轴垂直轴角度光束准直角度光束准直角度光束准直步骤角度光束准直步骤1.如果还未这样做，请将角度干涉镜和反射镜固定到机器上。2.在三脚架和云台的顶部安装XL激光头。3.旋转光闸，以便激光头发出图1中所示的直径变小的光束。图1光束的直径越小，越容易看出任何光路未准直的情况。4.将角度反射镜放在尽可能接近激光头的位置，并确保它与机器垂直。5.将光靶安装在光孔中反射

5、镜的前端，在它旁边有两个红点，如图2所示。光靶应定位成白点朝上。平移激光头或机器，直到光束射到光靶上的白点。6.删除光靶，检查从反射镜上反射回的光束是否射到XL激光光闸上光靶的中心。如果没有，则平移激光头或机器，直到激光光束射到光靶的中心。7.将干涉镜放在尽可能靠近反射镜的位置。如果它们的位置离得很近，只需调整激光头就能完成其余部分的准直调整 8.确保干涉镜和反射镜的外表面互相准直并与机器垂直。如果两个光学镜之间存在滚摆光路未准直，则会产生两条不重叠的光束。注：如果干涉镜歪斜，可能出现精度降低并无法检测到光束是否被挡。一般说来，在滚摆（roll）、俯仰（pitch）和扭摆（yaw）方向上，最好

6、使干涉镜的准直角度小于2，这通常可通过目测完成。9.将光靶安装在干涉镜的入射光孔中，并垂直和水平平移干涉镜，以便光束击中光靶。10.从线性干涉镜中取出光靶。现在，传出的激光光束在干涉镜中被分成两条测量光束，它们被角度反射镜返回到XL激光光闸上的光靶上，如图6所示。11.垂直平移和水平平移XL10激光头，以便确保两条光束都射到光闸上光靶的中心。如果两条返回光束没有互相重叠在一起，请检查反射镜和干涉镜的滚摆准直。注：您可能发现阻挡某条测量光束以区分两条光束非常有用。12.沿着校准轴推动机器一小段距离，以便将光靶安装到顶部带有白色光靶的反射镜上。13.准直激光头，使激光光束能够在整个轴行程上射到光靶

7、的中心。14.从线性反射镜上取下光靶，必要的话，水平平移激光头，使干涉镜和反射镜反射回的光束射到光闸光靶的水平中心线上。15.垂直平移激光头，以便使光束返回到该光靶的中心，如图10所示。此时，可能需要再做一次小幅度水平回转调整，使激光束返回到光靶的中心。16.检查两条返回光束在通过整个轴运动时是否对准光闸的中心。请注意，任何光束的光路未准直误差所产生的影响都在激光头处加倍，因此较易检测。17.激光束现在与运动轴保持准直。将光闸旋转到其测量位置，如图11所示。当反光镜沿着机器的整个运动长度移动时，检查角度数据采集软件中和XL-80激光头顶部所显示的光强。18.通过重置激光读数来消除“光线阻挡”误

8、差。要重置激光读数，请使用Ctrl+D键或者使用工具栏上的 按钮。19.阻挡干涉镜和反射镜之间的某条激光光束，并确保在校准软件中显示“光束阻挡”指示灯。如果未出现光束阻挡现象，请检查干涉镜和反射镜的外表面之间是否互相准直，并使之与机器垂直，方法如步骤8所述。20.在数据采集前检查软件配置正确。21.采集角度数据。角度目标单位的设定角度目标单位的设定 在角度数据采集软件中，进行目标设定时，显示另外一个对话框。该对话框允许用户选择角度目标的单位。数据采集数据采集1.机器的温度通常将在操作过程中升高。因此，该校准中包括这种影响，建议您执行运动的预热步骤。2.定义激光测量显示和误差值读数的单位（英制或

9、公制）以及分辨率。3.将激光系统的方向设定为与测试机器相同，方法是使用工具栏上的 按钮或者Ctrl+-键。对于线性测量对于线性测量，激光显示的符号应与机器轴的符号相对应。对于对于角度和直线度测量角度和直线度测量，激光显示应与为该测试定义的符号规范相匹配。4.对于线性测量对于线性测量，使线性干涉镜移近线性反射镜，然后设定测量显示的基准，方法是使用工具栏上的 按钮或者Ctrl+D键。通过减小干涉镜与反射镜之间的距离来重置激光读数，可极大降低死程误差。5.将机器移到校准的起始位置。为了确保消除机器轴上的任何反向间隙，请按与第一次运行相同的方向接近起始位置。6.对于线性测量对于线性测量，如果机器与激光

10、器的数显不一致，则预置功能现在可用于相应地调整激光器的数显，方法是使用工具栏上的 按钮或者Ctrl+P键。对于角度和直线度测量，使用工具栏上的 按钮或者Ctrl+D键将测量显示调整到零。7.设定目标位置和数据采集顺序。如果正在按照经过认可的国家或国际标准进行校准，则设定目标点的数量，然后按照标准中定义的顺序运行。软件具有一个“1、2、3”数据采集设定选项，它在开始数据采集之前按顺序显示自动目标生成、采集初始化和自动数据采集对话框，逐步指导用户完成正常数据采集设定过程。要使用该选项，请单击工具栏上的 按钮，或者从菜单栏上选择“文件/新建/自动设定”。分析分析 平面度分析 直线度分析 垂直度分析 平行度分析 动态分析 回转轴分析回转轴的角度校准回转轴的角度校准 将Renishaw RX10回转轴校准组件安装到被测回转轴上，可以很容易地对回转轴进行校准。如果没有RX10，则可使用已校准转台来校准回转轴。角度测量配置角度测量配置 要进入角度测量模式，从校准软件窗口的菜单栏中选择“配置/角度系数”。影响角度测量精度的因素影响角度测量精度的因素1.准直误差 2.角度光学镜误差 3.反正弦计算 4.光学镜组定位不正确 5.光学镜固定得不稳 6.局部性热源