浅谈雷尼绍XL-80激光干涉仪的对光

崔剑平;王培林

【摘 要】Laser interferometer light operation process are intro-duced in detail in this paper , including the lens assembly , laser posi-tioning , lens in the machine tool position adjustment and laser interfer-ometer order , etc .%本文详细介绍了激光干涉仪对光操作流程,包括镜组组装、激光发射器的定位、镜组在机床位置调整及激光干涉仪调整顺序等内容. 【期刊名称】《现代制造技术与装备》 【年(卷),期】2015(000)004 【总页数】2页(P47-48) 【关键词】激光干涉仪;对光 【作 者】崔剑平;王培林

【作者单位】山东职业学院,济南250104;山东职业学院,济南250104 【正文语种】中 文

浅谈雷尼绍XL－80激光干涉仪的对光 崔剑平王培林

（山东职业学院，济南250104）

摘 要：本文详细介绍了激光干涉仪对光操作流程，包括镜组组装、激光发射器的

定位、镜组在机床位置调整及激光干涉仪调整顺序等内容。 关键词：激光干涉仪 对光

雷尼绍XL－80激光干涉仪是机床制造、维修行业经常使用的高精密设备之一，主要用于机床精度检测与调整。激光干涉仪在使用中，对光操作要求严格、繁琐、耗时，一般对光操作完成需要半小时以上。笔者以雷尼绍（Renishaw）激光干涉仪为例，对该问题进行了深入的研究，按照我们总结的对光技巧，最快5分钟就可以完成对光操作，这样对于激光干涉仪的使用，带来很大的方便，现总结如下。 1光干涉现象

频率相同光波相遇时，光波的振幅叠加,出现明暗相间的条纹的现象叫做光的干涉（图1）。

2激光干涉仪测距原理

如图2所示，激光器生成的激光在经过分光镜A以后，变为反射光S1、透射光S2，S1被固定反射镜M1反射、S2被移动反射镜M2反射，S1和S2在分光镜A处相遇，产生激光干涉现象。 图1 图2

如果激光S1、S2移动距离差为nλ(λ-激光波长，n为零或正整数)，此时干涉合成光的振幅为S1、S2两个激光振幅之和，光亮度最大，形成明条纹，如图3所示；如果激光S1、S2移动距离差为λ/2 (或者是半波长的奇数倍)，此时干涉合成光的振幅为S1、S2两个激光振幅之差，振幅和为零，光强最小，形成暗条纹。

图3

激光干涉仪中的光电转换元件接收到干涉条纹后转换为电信号，处理后利用计数器计数，可以实现对位移量的测测。

激光单色性好，波长值准确，波长短，激光干涉仪的分辨率至少为λ/2，用激光干涉法测距的精度极高。 3对光操作

激光束S1、S2产生干涉，对激光发生器、反射镜M1、M2的位置，要求极为严格，这就使得激光干涉仪在使用过程中的对光操作，难度极大，不熟悉的操作者，反复调整，耗时极长，影响测量效果。笔者以雷尼绍（Renishaw）激光干涉仪为例，对该问题进行了深入的研究，现总结如下。 3.1激光干涉仪安装

3.1.1分光镜与两反射光镜的安装

（1）光镜组装。组装光镜应该在平板上进行，以光镜的一个面作为基准，紧固螺栓紧固前，保证光镜固定座与光镜的正确位置（图4）。

（2）光镜在机床上的定位。光镜在机床上的定位，非常重要，涉及到对光操作的时间。首先将分光镜固定在机床主轴上，目测镜组与机床Y轴平行，然后固定移动反光镜组，目测两镜组在X坐标方向在一条直线上（图5）。

在使用高度尺、大理石角尺、平尺、角度测量仪等量具，以镜组底面为基准，调整两组光镜的位置关系：高度误差<0.2mm；直线度误差<0.2mm；镜组连线与机床X轴夹角<1゜。 3.1.2激光发射器的安装

激光发射器的位置要求水平，与分光镜、在一条直线上，与移动反射光镜垂直。安

装中，首先使用水平仪检测激光发射器的水平，保证它处于水平位置，然后沿激光发射器上表面直线（图6）目测激光发射器、分光镜、是否在一条直线上，对激光发射器上下、左右位置进行调整。 图4 图5 3.2对光操作

（1）旋转激光光闸，使激光输出光束直径减小，如图7所示。光束直径越小，下一步的调整越方便。 图6 图7

（2）将标靶安装在干涉镜上，白点在上。平移XL激光头或机机床的X轴，直到光束射到标靶上的白点（图8）。

（3）去除标靶，检查从反射镜上反射回的光束是否射到XL激光发射器光闸标靶中心,（图9）。如果没有，则平移XL激光发射器或机床的X轴，直到激光光束射到标靶的中心。首次进行近距离的对光可以移动X/Z轴，如果两光束的垂直距离相差较远则用三脚架的升降旋钮配合激光干涉仪尾部的俯仰旋钮来调；如果两光束的垂直、水平距离相差较小并且在光标内，可以用机床的Z轴来微调两光束的垂直距离、X轴来微调两光束的水平距离，最终使两光束集中在一点并在光标的中心位置。 图8

（4）旋转激光干涉仪的激光光闸使激光干涉仪接收返回光束，如果激光干涉仪的5个指示灯全部点亮，说明近距离第一次对光效果良好。

（5）将反光镜组沿着需要校准的X轴移动，使两镜组慢慢远离，同时观察激光干涉仪的显示灯，如果显示灯开始熄灭至第3~4个灯时，停止移动X轴。调整激光干涉仪，将激光光闸旋转到光标处，观察如图10所示,此时不能再对机床X/Z轴进行调整，需要调整激光干涉仪。

（6）调整激光头背部的俯仰旋钮，使两束激光回到相同的高度上（图11）。 图10

图11

（7）使用三脚架中心轴上的三脚架高度调整轮，上下移动激光头，使两束激光射到标靶的中心（图12）。

（8）调整激光干涉仪的左右摆动旋钮，使返回激光束光点从右边调整到对称的左边（图13）。 图12 图13

（9）调整激光干涉仪的左右平移旋钮，使两束激光都射到标靶的中心。 （10）继续移动机床工作台，将反光镜组机床沿X轴移动，同时观察激光干涉仪的显示灯，如果显示灯开始熄灭至第3~4个灯时，停止移动X轴，再次调整,重复5~9步的操作过程。移动X轴直到末端为止。

（11）将光闸旋转到其测量位置，如图15所示，当反光镜沿着机器的整个行程移动时，检查线性数据采集软件中显示的信号强度。此时激光干涉仪的五个指示灯是全亮的，说明整个对光过程结束，可以进行数据检测。

图14 图15 4 总结

激光干涉仪对光操作前期准备非常重要，特别是镜组的组装，镜组在机床上的定位，如果这个过程精度不高，对光操作的时间将大大延长，甚至不能完成。 参考文献

[1]孟庆刚;迈克尔逊干涉仪的应用【J】;黑龙江科技信息;2011 年36期. [2]江桓;激光干涉测速系统中超宽带光电探测器的研究与设计[D];电子科技大学;2013年.

[3]赵新才;激光干涉测速系统中的小波算法研究[D];电子科技大学;2011年. Introduction to Rennie Salt XL - 80 Laser Interferometer Light CUI Jianping, WANG Peilin

（Shandong Vocational College, Jinan 250104）

Abstract: Laser interferometer light operation process are introduced in detail in this paper, including the lens assembly, laser positioning, lens in the machine tool position adjustment and laser interferometer order, etc. Key words: the laser interferometer, optical