双频激光干涉仪测试直线电机进给定位精度的研究

　　1前言

　　随着精密制造和数控技术等先进制造技术的发展，高速、高效、高精度成为当前数控设备的发展方向。长期以来，数控机床的进给系统主要是‘旋转电机十滚珠”。山于从电动机主轴到工作台之间存在联轴节、效杠、螺母、轴承、支架等系列中间环节，当进给部件要完成启动、加减速、反转、停车等动作时，这些机械元件产生的弹性变形、摩拣、反向间隙等，会造成进给运动的滞后和其他许多非线性误差;这些中间环节也加大了系统的惯性质量，影向了对运动指令的快速向应。另外，效杠是细长杆，在力和热的作用下会产生变形，影响加工精度。为了克服传统进给系统的缺点，简化机床结构，满足高速精密加工的要求，人们开始研究新刑的进给系统，H.线电机就是最有前途的快速进给系统。它取消了源动力和工作台部件之间的切中间传动环节，使得机床进给传动链的长度为零，这就是所谓接驱动”或‘零传动2。

　　提高H.线电机进给系统的定位精度是实现其在数控机床应用的关键之。囚而，对H.线电机进给定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的有效途径。双频激光十涉仪是国际机床标准中规定使用的检测验收数控机床定位精度的测量设备3。本文将双频激光十涉仪应用于测试H.线电机进给系统的定位精度，并对测试数据进行了分析和拟介研究

　　2双频激光十涉仪测试原理

　　如图1所示，双频激光十涉仪是利用光的十涉原理和多普勒效应(是指光线照射到运动粒子上其频率将发生变化的现象)产生频差的原理来进行位置检测I`I a。单频He-Ne激光器置于轴向磁场中，山于赛曼效应(单色光被分子散射后频率发生改变的现象，又称介并散射效应)使激光的谱线分裂成为两个旋转方向相反的左右圆偏振光，这两束光波的振幅相同，频率相差很少，分别为f和关。经分光镜Dal，反射，并通过检偏器后射入光电元件D,,D，接受个介成的拍频信号，关子的差值是定值，叫以作为测量的基准频率f,-fro另部分通过分光镜的cc处，频率为关的光束完全反射经滤光器变为线偏振光关，投射到固定棱镜M;后并反射到分光镜!v!-的b处。频率为f}的光束折射经滤光器变为线偏振光f}，投射到叫动棱镜城后也反射到分光镜Dal:的b处，两者产生相十光束。若!}a移动，则反射光的频率发生变化而产生多普勒效应，其频差为多普勒频差△f.

　　频率厂f.1p f的反射光与频率为f的反射光在v处汇介后，经检偏器投入光电元件D-，得到测量频率f -必1p f )的光电流，这路光电流与经光电元件D,后得到频差为fI,内光电流，同时经放大器放大进入计算机，经减法器和计数器，即叫算出差值1p f，并按下式计算出叫动棱镜!v!,的移动速度、和移动距离L。