專利名稱：導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的非接觸激光測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于機(jī)械導(dǎo)軌的檢測裝 置，具體涉及一種導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的非接觸激光測量裝置。
背景技術(shù)：
制造和安裝誤差導(dǎo)致采用直線導(dǎo)軌的加工設(shè)備或測量設(shè)備，其導(dǎo)軌運(yùn)動
副不同程度地存在6項幾何誤差，其中，在俯仰角、偏擺角和滾轉(zhuǎn)角三個角 運(yùn)動誤差的相應(yīng)方向造成的阿貝誤差嚴(yán)重影響設(shè)備的加工或測量精度。誤差 補(bǔ)償是目前減小和消除阿貝誤差以提高設(shè)備精度的主要手段，但前提是精確 測量角運(yùn)動誤差。
滾轉(zhuǎn)角的測量裝置，目前主要有基于準(zhǔn)直激光的滾轉(zhuǎn)角測量裝置、基于 偏振激光的法拉第磁光調(diào)制裝置、基于偏振激光的液晶光閥分時調(diào)制裝置和 基于偏振激光的滾轉(zhuǎn)角測量裝置等；其中，基于偏振激光的滾轉(zhuǎn)角測量裝置， 結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便，可應(yīng)用于機(jī)械導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的測量，但該裝置測量
精度和靈敏度較低。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的非接觸激光測量裝置，不僅 結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便，而且其測量精度和靈敏度較高。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是， 一種導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的非接觸激光測量裝 置，包括激光器，沿激光器光束射出方向依次設(shè)置有固接于工作臺上的敏感 元件和反射鏡，敏感元件為l/2波片，反射鏡為直角棱鏡，沿直角棱鏡反射光射出方向設(shè)置有偏振分光鏡，1/2波片位于直角棱鏡與偏振分光鏡之間， 沿偏振分光鏡兩束分光射出方向分別設(shè)置有光電探測器A和光電探測器B， 光電探測器A和光電探測器B分別與信號處理電路相連接。
本實用新型的特征還在于，
信號處理電路與計算機(jī)相連接。
本實用新型測量裝置的有益效果是
1. 測量裝置中，光路結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，在保證測量精度的前提 下，有效降低了成本。
2. k量輸出量A/與被測量^近似成線性關(guān)系，且測量裝置靈敏度得到進(jìn) 一步提高。
3. 測量過程中測量系統(tǒng)中的敏感元件1/2波片不帶電纜，被測導(dǎo)軌的行 程不受限制，且適合于設(shè)備導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的在線動態(tài)測量，可從根本上有效提 高設(shè)備的精度。


圖1是現(xiàn)有測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，l.激光器，2.偏振分光鏡，3.1/4波片，4.反射鏡，5.工作臺，6. 渥拉斯頓棱鏡，7.二象限光電探測器，8.信號處理電路，9.計算機(jī)，10.光電 探測器A， 11.光電探測器B， 12.1/2波片，13.直角棱鏡。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。 現(xiàn)有測量裝置的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。包括激光器l，沿激光器l光束的 射出方向依次設(shè)置的偏振分光鏡2、 1/4波片3和反射鏡4， 1/4波片3固接于工作臺5;沿偏振分光鏡2的反射光方向依次設(shè)置有渥拉斯頓棱鏡6和二 象限光電探測器7， 二象限光電探測器7與信號處理電路8連接，信號處理 電路8與激光器1相連接。
本實用新型測量裝置的結(jié)構(gòu)，如圖2所示。包括激光器l，沿激光器l 光束射出方向依次設(shè)置有1/2波片12和直角棱鏡13， 1/2波片12固接于工 作臺5;沿直角棱鏡13反射光的出射方向設(shè)置有偏振分光鏡2， 1/2波片12 位于偏振分光鏡2與直角棱鏡13之間，沿偏振分光鏡2的兩分光束射出方 向分別設(shè)置有光電探測器A10和光電探測器Bll，光電探測器A10和光電 探測器Bll分別與信號處理電路8相連接，信號處理電路8與計算機(jī)9相連 接。
'本實用新型測量裝置
采用很薄的1/2波片12作為敏感元件，工作臺5在直線運(yùn)動中產(chǎn)生的俯 仰角和偏擺角誤差不會混疊到滾轉(zhuǎn)角誤差測量中，可以保證測量精度。
采用直角棱鏡13，使得探測光兩次經(jīng)過1/2波片12時，逆向出射光與 入射光平行不重疊且垂直通過1/2波片12，保證探測光偏振方向的改變是疊 加的。
現(xiàn)有測量系統(tǒng)，1/4波片3的快軸方向的初始位置與激光器1發(fā)出的線 偏振激光的偏振方向成45°，該偏振激光沿其傳播方向依次經(jīng)過偏振分光鏡 2和l/4波片3，射入反射鏡4，經(jīng)反射鏡4反射逆向通過l/4波片3，射入 偏振分光鏡2，經(jīng)偏振分光鏡2折射進(jìn)入光軸方向與出射光偏振方向成45° 的渥拉斯頓棱鏡6，渥拉斯頓棱鏡6將入射光束分為兩束光，并同時射到二 象限光電探測器7的不同象限，光電探測器7測量到的兩束光的光強(qiáng)信號經(jīng) 信號處理電路8處理得到反映兩束光的光強(qiáng)差A(yù)7的相應(yīng)的電壓差信號，信號處理電路8將相應(yīng)的電壓著信號進(jìn)行處理，得到滾轉(zhuǎn)角AP的大小和方向。 該測量系統(tǒng)光強(qiáng)差A(yù)/與滾轉(zhuǎn)角M之間的關(guān)系為A/=4/()M，由于受偏振 分光鏡2'對激光器1出射光作用的影響，測量精度較低。
本實用新型測量裝置，激光器1發(fā)出的線偏振激光透過1/2波片12后， 射入直角棱鏡13，經(jīng)其反射逆向透過1/2波片12進(jìn)入偏振分光鏡2，并被偏 振分光鏡2分成兩束光，該兩束光分別進(jìn)入光電探測器A10和光電探測器 Bll，光電探測器A10和光電探測器B11分別探測其入射光的光強(qiáng)，通過信 號處理電路8得到反映兩光強(qiáng)差的電壓信號，通過計算機(jī)求得被測導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn) 角A^的大小和方向。光強(qiáng)差A(yù)/與滾轉(zhuǎn)角A^之間的關(guān)系為A/=8/。Ae,。
本實用新型測量裝置，光路結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便，在保證測量精度 的前提下，有效降低了成本，測量靈敏度進(jìn)一步提高，且敏感元件l/2波片 不帶電纜，適合于設(shè)備導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的在線動態(tài)測量，可有效提高設(shè)備的精度。
權(quán)利要求1. 一種導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的非接觸激光測量裝置，包括激光器(1)，沿激光器(1)光束射出方向依次設(shè)置有固接于工作臺(5)上的敏感元件和反射鏡，其特征在于，所述的敏感元件為1/2波片(12)，所述的反射鏡為直角棱鏡(13)，沿直角棱鏡(13)反射光射出方向設(shè)置有偏振分光鏡(2)，1/2波片(12)位于直角棱鏡(13)與偏振分光鏡(2)之間，沿偏振分光鏡(2)兩束分光射出方向分別設(shè)置有光電探測器A(10)和光電探測器B(11)，所述光電探測器A(10)和光電探測器B(11)分別與信號處理電路(8)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述的信號處理電路 (8)與計算機(jī)(9)相連接。
專利摘要本實用新型公開的一種導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的非接觸激光測量裝置，包括激光器，沿激光器光束射出方向依次設(shè)置有固接于工作臺上的敏感元件和反射鏡，敏感元件為1/2波片，反射鏡為直角棱鏡，沿直角棱鏡反射光射出方向設(shè)置有偏振分光鏡，1/2波片位于直角棱鏡與偏振分光鏡之間，沿偏振分光鏡兩束分光射出方向分別設(shè)置有光電探測器A和光電探測器B，光電探測器A和光電探測器B分別與信號處理電路相連接。本實用新型測量裝置光路結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便，在保證測量精度的前提下，測量靈敏度進(jìn)一步提高，適于設(shè)備導(dǎo)軌滾轉(zhuǎn)角的在線動態(tài)測量，可有效提高設(shè)備的精度。
文檔編號G01B11/26GK201273815SQ200820030158
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者史恩秀, 楊辛芳, 郭俊杰, 黃玉美 申請人:西安交通大學(xué);西安理工大學(xué)