激光准直仪补偿漂移的原理
出处:peablack 发布于:2008-12-06 16:31:43
例1 对径读数消除偏心误差。对于度盘、圆光栅等测角标准器,通常采取在180°的对径位置同时读数然后取平均值的方法来消除偏心误差。如图1所示,设@为度盘旋转中心,@′度盘刻度中心,A和B为对径读数位置。不难看出,由偏心量召引起的A、B两点的读数误差都为ε,即A点读数为0°-δ,而B点读数为180°+5。取A、B两点读数的平均值即可消除偏心误差ε。
详细证明可知,采用对径读数系统还可以消除度盘或圆光栅的全部奇次误差。
例2 干涉仪光路采用共路原则,使工作臂与参考臂尽量经过相同的路径(并排靠近),这样可以补偿由于床身变形和环境条件变化带来的误差。
例3 激光准直仪是以激光束作为直线基准的。由于激光器的热变形会引起出射光发生平移和角漂,这样就不可避免地会产生测量误差。如果将激光束通过如图4-9所示的棱镜组,将一束光分成全对称的两束光,并以对称线作为基线,则便可以得到一条比较稳定的空间基线。如果激光束发生平移和角漂,则两路大小相等,方向相反,对称中心不变。
图1 对径读数消除偏心误差
图2 激光准直仪补偿漂移的原理
例4 坐标测量机的误差补偿原理。三坐标测量机共有21项机构误差,其中沿每个轴运转时有三项偏转误差与三项偏移误差,以X向为例,这六项误差是:
①X向标尺误差;
②沿X向运动时产生在y向的直线度误差;
③沿X向运动时产生在Z向的直线度误差;
④沿X向运动时绕x轴的滚转角误差;
⑤沿X向运动时绕y轴的俯仰角误差;
⑥沿X向运动时绕Z轴的偏摆角误差。
同理,沿y向和Z向运动时也各存在六项误差,再加上X、y、z三轴相互间的垂直度误差,共计21项机构原始误差。 虾
为了提高测量机的测量,途径有两种:一是提高制造,严格控制上述21种原始误差。这是难度大、代价昂贵的办法;另一种是对测量结果进行误差补偿。预先测定各项机构原始误差,预置在计算机数据库中,由机构的21项几何形位误差可以导出测量机每个测点的空间误差的数学表达式,在测量机工作中,由计算机对每个测点的空间坐标进行误差修正,从而给出的测量结果。采用这种方法可以大幅度提高测量,降低制造成本。
单项测定所有机构原始误差是一件十分繁琐费时的工作,而且有些项目检测困难,也不高,为了检定坐标测量机的机构误差,另一类方法是利用孔板等标准件作为基准,测出一系列点位的空间综合误差。这种方法补偿方便,缺点是难以得到空间任一点处的误差值,而且高的实物基准难以制造、且价格昂贵。作为此类检定方法的改进,近年来研制出各种专用标准具,其特点是作为基准的标准具本身可以作某种形式的运动,这样定位可获得大量点位的空间误差数据。这种方法结构简单,效率高,但所得到的误差值是相对于定位点的空间误差,不能直接用于误差补偿,需要进行较繁琐的数据处理。不过这正好发挥计算机的长处,因此这类检定方法受到各应用和生产坐标测量机企业的青睐。
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