机床滚转角高精度测量中的频偏现象研究

余宝,王昭,黄军辉,齐静雅,李朝晖,郭俊杰

(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安交通大学机械系统工程国家重点实验室,710049,西安;3.陕西恒通智能机械有限公司,710049,西安)



机床滚转角高精度测量中的频偏现象研究

余宝1,王昭1,黄军辉1,齐静雅2,李朝晖2,郭俊杰3

(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安交通大学机械系统工程国家重点实验室,710049,西安;3.陕西恒通智能机械有限公司,710049,西安)

为降低正交偏振光外差干涉相位法中相位差的波动幅度,提高滚转角的测量精度,利用琼斯矩阵法,建立了测量光路和参考光路数学模型。新模型在原有模型的基础上考虑了双频激光器频差的不稳定性和光电探测器响应时间的差异性的影响,推导出测量信号和参考信号之间的频率偏差(简称频偏)会对相位差波动产生较大的影响。在此基础上,给出频偏是由双频激光器频差的不稳定性和光电探测器响应时间的差异性综合作用产生的,并且量化了频偏对于滚转角测量精度的影响。根据该模型,提出通过提高双频激光器的稳频精度和降低光电探测器的响应时间的差异性的方法来降低频偏,进而降低相位差波动。实验结果表明:在降低光电探测器响应时间的差异性后,相位差实际波动幅度由0.7°下降到0.1°左右,测量误差降低了85.7%,证明了分析模型有效可行。

相位差;滚转角;频偏;精度

基于直角坐标系统的机床或测量机共有21项结构误差,其中滚转角误差参数测量较困难。……