一種工作臺運動直線度實時測量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種工作臺運動直線度實時測量裝置，包括基準模塊和測量模塊；基準模塊包括激光源，依次排列在激光源的出射光路上的起偏器、第一消偏振分光棱鏡、第二消偏振分光棱鏡，位于第一消偏振分光棱鏡的垂直光路上的第一直角棱鏡、線偏振片、第一光電轉換單元，位于第二消偏振分光棱鏡的垂直光路上的檢偏器、第二光電轉換單元；測量模塊包括位于第二消偏振分光棱鏡的出射光路上的偏振分光棱鏡和反射鏡，位于偏振分光棱鏡的垂直光路上的第二直角棱鏡和位于反射鏡的垂直光路上的第三直角棱鏡；反射鏡與第二消偏振分光棱鏡的出射光路成45°角放置。本發明專利技術可實現工作臺直線度動態、實時測量；提高了測量效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于直線度測量領域，更具體地，涉及一種工作臺運動直線度實時測量裝置。
技術介紹
目前，直線度測量方法有很多。一類是非激光類的直線度測量方法，這類測量方法，如自準直儀測量法，水平儀測量法，測量過程簡單，成本低，但不能實時測量，測量精度低，多用于測量精度要求不是很高的場合。另一類是基于激光的直線度測量方法，利用激光具有強度高而集中，頻率單一，發散小等卓越性能。激光類的直線度測量方法按照檢測原理大致可分為振幅測量型和相位測量型。振幅測量型是以激光束為直線基準的測量方法，實現簡單，測量精度也不高；相位測量型基于激光干涉技術實現直線度測量，如安捷倫HP5529系列和雷立紹激光干涉儀系列等。激光干涉方法精度高，但系統裝調復雜，使用不·便，且對測量對象振動環境敏感，因而不適合工作臺運動直線度實時測量。另外，它們不能對工作臺運動位置和直線度誤差實現同時測量。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種可以對工作臺的直線度進行動態實時測量的工作臺運動直線度實時測量裝置。為實現上述目的，本專利技術提供了一種工作臺運動直線度實時測量裝置，包括基準模塊和測量模塊；基準模塊使用時固定在工作臺外；測量模塊使用時放在工作臺上并隨工作臺一起運動；所述基準模塊包括用于提供激光的激光源，依次排列在所述激光源的出射光路上且工作面平行的起偏器、第一消偏振分光棱鏡、第二消偏振分光棱鏡，位于所述第一消偏振分光棱鏡的垂直光路上的第一直角棱鏡、線偏振片、第一光電轉換單兀，位于第二消偏振分光棱鏡的垂直光路上的檢偏器、第二光電轉換單兀；起偏器用于將所述激光輸出為頻率為f、光矢量與紙面成45°角的線偏振光；第一消偏振分光棱鏡用于將所述線偏振光分為垂直方向的線偏振光和水平方向的線偏振光；第一直角棱鏡用于將垂直方向的線偏振光進行反射；反射后的線偏振光經所述第一消偏振分光棱鏡透射至所述線偏振片，線偏振片用于濾除所述線偏振光中垂直于紙面的光矢量并保留所述線偏振光中平行于紙面的光矢量；所述測量模塊包括位于第二消偏振分光棱鏡的出射光路上且與第二消偏振分光棱鏡的工作面平行的偏振分光棱鏡和反射鏡，位于偏振分光棱鏡的垂直光路上的第二直角棱鏡和位于反射鏡的垂直光路上的第三直角棱鏡；所述反射鏡與第二消偏振分光棱鏡的出射光路成45°角放置；偏振分光棱鏡用于將透過第二消偏振分光棱鏡的線偏振光分成光矢量垂直于紙面的線偏振光和光矢量平行于紙面的線偏振光；反射鏡用于將偏振分光棱鏡分出的光矢量垂直于紙面的線偏振光進行反射；反射后的光入射至第三直角棱鏡，第三直角棱鏡用于將入射光反射回反射鏡；所述反射鏡將其反射至偏振分光棱鏡；第二直角棱鏡用于將偏振分光棱鏡分出的光矢量平行于紙面的線偏振光進行反射；反射后的光入射至偏振分光棱鏡；偏振分光棱鏡用于將光矢量垂直于紙面線偏振光的和光矢量平行于紙面的線偏振光匯合并出射至第二消偏振分光棱鏡，第二消偏振分光棱鏡用于將匯合的兩束光矢量相互垂直的光分成垂直方向的兩束光矢量相互垂直的光和水平方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光；檢偏器用于將垂直方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光在其光軸投影形成同方向的偏振光，第一光電轉換單兀用于將檢偏器形成同方向的偏振光產生干涉并進行光電轉換并獲得工作臺運動直線度誤差；第一消偏振分光棱鏡用于將第二消偏振分光棱鏡分出的水平方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光反射至線偏振片，線偏振片用于濾除水平方向的兩束光中光矢量垂直于紙面的一束線偏振光；水平方向的兩束光中另一束光矢量平行于紙面的線偏振光與保留在線偏振片中線偏振光中光矢量平行于紙面的部分發生干涉，第一光電轉換單元用于將線偏振片中的干涉光信號進行光電轉換并獲得所述工作臺運動直線度誤差的實時位置。本專利技術可實現工作臺直線度動態、實時測量；填補了工作臺直線度測量上的空白，同時極大的提高了測量效率。本測量裝置可以同時實時測量工作臺運動位置和直線度，便于實時補償，直線度分辨率可達O. 16 μ m，并具有裝調簡單、受環境影響小等特點。·附圖說明圖I是本專利技術提供的工作臺運動直線度實時測量裝置的光路圖；圖2是本專利技術提供的工作臺運動直線度實時測量裝置的測量示意圖；圖3是本專利技術提供的工作臺運動直線度實時測量裝置中測量模塊的結構示意圖；圖4是本專利技術提供的工作臺運動直線度實時測量裝置中基準模塊的結構示意圖。具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。圖I示出了本專利技術提供的工作臺運動直線度實時測量裝置的光路；其中，工作臺運動直線度實時測量裝置包括基準模塊A和測量模塊B ;基準模塊A使用時固定在工作臺外；測量模塊B使用時放在工作臺上并隨工作臺一起運動；基準模塊A包括用于提供激光的激光源1，依次排列在激光源I的出射光路上且工作面平行的起偏器2、第一消偏振分光棱鏡4、第二消偏振分光棱鏡7,位于第一消偏振分光棱鏡4的垂直光路上的第一直角棱鏡3、線偏振片5、第一光電轉換單兀6,位于第二消偏振分光棱鏡7的垂直光路上的檢偏器8、第二光電轉換單元9 ;起偏器2用于將激光輸出為頻率為f、光矢量與紙面成45°角的線偏振光；第一消偏振分光棱鏡4用于將線偏振光分為垂直方向的線偏振光和水平方向的線偏振光；第一直角棱鏡3用于將垂直方向的線偏振光進行反射；反射后的線偏振光經第一消偏振分光棱鏡4透射至線偏振片5，線偏振片5用于濾除線偏振光中垂直于紙面的光矢量并保留所述線偏振光中光矢量平行于紙面的部分；測量模塊B包括位于第二消偏振分光棱鏡7的出射光路上且與第二消偏振分光棱鏡7的工作面平行的偏振分光棱鏡10和反射鏡11，位于偏振分光棱鏡10的垂直光路上的第二直角棱鏡12和位于反射鏡11的垂直光路上的第三直角棱鏡13 ;反射鏡11與第二消偏振分光棱鏡7的出射光路成45 °角放置；偏振分光棱鏡10用于將透過第二消偏振分光棱鏡7的線偏振光分成光矢量垂直于紙面的線偏振光和光矢量平行于紙面的線偏振光；反射鏡11用于將偏振分光棱鏡10分出的光矢量垂直于紙面的線偏振光進行反射；反射后的光入射至第三直角棱鏡13,第三直角棱鏡13用于將入射光反射回反射鏡11 ;反射鏡11將其反射至偏振分光棱鏡10 ;第二直角棱鏡12用于將偏振分光棱鏡10分出的光矢量平行于紙面的線偏振光進行反射；反射后的光入射至偏振分光棱鏡10 ;偏振分光棱鏡10用于將光矢量垂直于紙面的線偏振光和光矢量平行于紙面的線偏振光匯合并出射至第二消偏振分光棱鏡7，第二消偏振分光棱鏡7用于將匯合的兩束光分成垂直方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光和水平方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光；檢偏器8用于將垂直方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光在其光軸投影形成同方向的偏振光，第一光電轉換單兀9用于將檢偏器8形成同方向的偏振光產生干涉并進行光電轉換并獲得工作臺運動直線度誤差；第一消偏振分光棱鏡4用于將第二消偏振分光棱鏡7分出的水平方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光反射至線偏振片5,線偏振片5用于濾除水平方向的兩束光中光矢量垂直于紙面的一束線偏振光；水平方向的兩束光中另一束光矢量平行于紙面的線偏振光與保留在線偏振片5中線偏振光中光矢量平行于紙面 的部分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工作臺運動直線度實時測量裝置，其特征在于，包括基準模塊和測量模塊；基準模塊使用時固定在工作臺外；測量模塊使用時放在工作臺上并隨工作臺一起運動；所述基準模塊包括：用于提供激光的激光源，依次排列在所述激光源的出射光路上且工作面平行的起偏器、第一消偏振分光棱鏡、第二消偏振分光棱鏡，位于所述第一消偏振分光棱鏡的垂直光路上的第一直角棱鏡、線偏振片、第一光電轉換單元，位于第二消偏振分光棱鏡的垂直光路上的檢偏器、第二光電轉換單元；起偏器用于將所述激光輸出為頻率為f、光矢量與紙面成45°角的線偏振光；第一消偏振分光棱鏡用于將所述線偏振光分為垂直方向的線偏振光和水平方向的線偏振光；第一直角棱鏡用于將垂直方向的線偏振光進行反射；反射后的線偏振光經所述第一消偏振分光棱鏡透射至所述線偏振片，線偏振片用于濾除所述線偏振光中光矢量垂直于紙面的部分并保留所述線偏振光中光矢量平行于紙面的部分；所述測量模塊包括：位于第二消偏振分光棱鏡的出射光路上且與第二消偏振分光棱鏡的工作面平行的偏振分光棱鏡和反射鏡，位于偏振分光棱鏡的垂直光路上的第二直角棱鏡和位于反射鏡的垂直光路上的第三直角棱鏡；所述反射鏡與第二消偏振分光棱鏡的出射光路成45°角放置；偏振分光棱鏡用于將透過第二消偏振分光棱鏡的線偏振光分成光矢量垂直于紙面的線偏振光和光矢量平行于紙面的線偏振光；反射鏡用于將偏振分光棱鏡分出的光矢量垂直于紙面的線偏振光進行反射；反射后的線偏振光入射至第三直角棱鏡，第三直角棱鏡用于將入射光反射回反射鏡；所述反射鏡將其反射至偏振分光棱鏡；第二直角棱鏡用于將偏振分光棱鏡分出的光矢量平行于紙面的線偏振光進行反射；反射后的光入射至偏振分光棱鏡；偏振分光棱鏡用于將光矢量垂直于紙面的線偏振光和光矢量平行于紙 面的線偏振光匯合并出射至第二消偏振分光棱鏡，第二消偏振分光棱鏡用于將匯合的兩束光矢量相互垂直線偏振光分成垂直方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光和水平方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光；檢偏器用于將垂直方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光在其光軸投影形成同方向的偏振光，第一光電轉換單元用于將檢偏器形成同方向的偏振光產生干涉并進行光電轉換并獲得工作臺運動直線度誤差；第一消偏振分光棱鏡用于將第二消偏振分光棱鏡分出的水平方向的兩束光矢量相互垂直的線偏振光反射至線偏振片，線偏振片用于濾除水平方向的兩束光中光矢量垂直于紙面的一束線偏振光；水平方向的兩束光中另一束光矢量平行于紙面的線偏振光與保留在線偏振片線偏振光中光矢量平行于紙面的部分發生干涉，第一光電轉換單元用于將線偏振片中的干涉光信號進行光電轉換并獲得所述工作臺運動直線度誤差的實時位置。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王杰，劉曉軍，盧文龍，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：