激光干涉儀測量三坐標測量機是一種用途很廣的高精度儀器.隨著坐標測量機運行速度的加快,動態(tài)誤差往往比靜態(tài)或準靜態(tài)誤差對測量精度的影響更大.由于在測量過程中的加、減速度明顯加大,測量機各結構件的分布質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力造成了機構的變形.

 

    在高速測量過程中,還必然會產(chǎn)生自激振動和受迫振動.此外,由于測量機的各運動部件的連結處都采用了剛度較低的氣浮導軌支承,在加速或減速運動過程中,其動態(tài)特性也會發(fā)生明顯的變化.所有這些都是產(chǎn)生動態(tài)誤差的根源。

 

    充分認識三坐標測量機的動態(tài)特性和動態(tài)誤差的構成及大小對于進行三坐標測量機動態(tài)誤差補償和改進測量機結構設計都有重要的意義。

 

    動態(tài)誤差測量原理

 

    常用的坐標測量機為移動橋式結構(見圖1).整個橋架沿x向氣浮導軌移動,y向移動是滑架沿橫梁的運動,z向運動由安裝在滑架上的測頭立柱產(chǎn)生,所有導軌都是氣浮支承.其運動范圍為700mm×600mm×400mm.移動橋式結構為單邊驅(qū)動.在高速動態(tài)測量中橋式結構由于慣性力的作用產(chǎn)生彎曲變形,是產(chǎn)生動態(tài)誤差的主要原因。

 

    經(jīng)過分析可知,在測量機運行過程中,移動橋帶動z向立柱繞z軸的動態(tài)角度誤差Rzy產(chǎn)生位移誤差W1;z向立柱繞y軸的動態(tài)角度誤差Ryz產(chǎn)生位移誤差W2(如圖2所示).測頭處的位移誤差為W1和W2合成的結果.假設從z向立柱到向?qū)к壍木嚯x為L,z向立柱的伸出距離為H,由材料力學中的撓度公式可得測頭處的位移誤差Wz為

 

    在計算中L和H的單位為米,Rzy和Ryz的單位為弧度。

 

    激光干涉儀采用SJ6000激光干涉儀對測量機的動態(tài)誤差進行了測量.通過測量部件之間的相互偏轉來間接得到測頭的動態(tài)位移誤差.測量原理如圖3所示.角度干涉鏡放在激光器與角度反射鏡之間.

 

    激光束經(jīng)角度干涉鏡時,由分光面將光束一分為二,其中一條光束(A1)直接透過干涉鏡的分光面,然后被反射鏡組件的一個反射鏡反射回到激光頭,另一光束(A2)被干涉鏡的另一個分光面折射到反射鏡組件的另一個反射鏡孔,由此反射鏡孔將光束反射,經(jīng)干涉鏡返回到激光頭.通過比較光束A1和A2之間的光路之不同來獲得角度測量值。