一种激光干涉仪光路准直支撑装置的制作方法

1.本实用新型涉及计量领域，具体说的是一种激光干涉仪光路准直支撑装置。


背景技术：

2.目前，使用激光干涉仪对数控机床线性位置精度测量是国际上通用的方法。在对数控机床线性位置精度测量之前，光路准直是很重要的一项工作。
3.使用激光干涉仪对数控机床线性位置精度的测量一般包括三根运动轴，即两根互相垂直的水平运动轴和一根垂直运动轴。
4.目前，使用激光干涉仪对数控机床水平方向线性位置精度测量的常用布局有两种：第一种布局是将激光干涉仪架设在机床外支架上，线性反射镜固定在机床工作台上，线性干涉镜位于激光干涉仪和线性反射镜之间并固定在机床主轴上。该布局存在的问题是对于不同的数控机床，工作台移动测量过程中，经常出现线性干涉镜和线性反射镜发生碰撞的现象，不能够完整测量机床整个测量轴线的位置精度，测量数据不全面。第二种布局是激光干涉仪与线性反射镜的固定位置和第一种布局保持一致，区别是将线性干涉镜固定在机床外稳定的支撑物上。由于线性干涉镜固定在机床外面，工作台移动过程中，不会发生线性反射镜和线性干涉镜碰撞的问题，能够完整的测量机床在轴线行程的位置精度。工作中，常用的支撑物是生产车间的桌子或者铸铁块等，如果支撑物的高度达不到测量要求，还需要堆积其它小的支撑物。这种做法又存在以下5个方面的问题：第1，生产车间不一定有合适、稳定的支撑物，寻找支撑物需要花费较长时间，制约检测效率；第2，如果支撑物（桌子或铸铁块等）的高度不合适，需要小的支撑物堆积，支撑物的稳定性很难保证，测量结果也难以保证；第3，线性干涉镜是通过磁性表座固定在支撑物上的，该方法没有微调机构，光路准直时准确度较低；第4，测量过程中，要求支撑物具有稳定的属性，这就需要支撑物的体积和质量很大，移动支撑物不仅需要较大的人力和物力，而且存在较大的安全隐患；第5，有的车间机床周边的空间狭小，没有放置体积较大支撑物的空间。所以传统的布局方法具有测量范围小的缺点，传统的支撑方法具有稳定性差，准确度低，操作繁琐，危险系数高，占用空间大的缺点。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种激光干涉仪光路准直支撑装置，不浪费空间，并能进行稳定的调整，将激光干涉仪发射器发出的激光与所测机床运动轴的移动方向调整平行。
6.为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种激光干涉仪光路准直支撑装置，包括激光干涉仪支撑机构和线性干涉仪支撑机构；
7.所述的激光干涉仪支撑机构包括三脚架和云台，三脚架与云台连接，云台包括激光干涉仪支撑平台和云台配结器，在激光干涉仪支撑平台上设置有用于安装激光干涉仪的固定结构和水平泡，云台配结器内置有驱动激光干涉仪支撑平台水平扭摆的转动组件以及
驱动激光干涉仪支撑平台水平前后移动的移动组件；
8.所述的线性干涉支撑机构包括干涉镜支撑平台、微调滑块和连接杆，干涉支撑平台与激光干涉仪支撑平台连接，在干涉镜支撑平台上安装有可以在干涉镜支撑平台水平移动的微调滑块，微调滑块上固定连接有与线性干涉镜安装端相配合的连接杆。
9.三脚架上设有用于调整三脚架整体高度的支撑脚伸长锁定装置。
10.微调滑块上设有微调孔以及对微调滑块进行定位的干涉镜平移滑块固定螺钉。
11.微调滑块与干涉镜支撑平台之间设有驱动微调滑块垂直于机床运动轴的移动方向移动的调节组件。
12.三脚架与云台之间置有驱动激光干涉仪支撑平台上下高度微调的调高组件。
13.本实用新型有益效果是：本发明的云台由激光干涉仪支撑平台和干涉镜支撑平台组成，在同一云台上可以同时支撑激光干涉仪和干涉镜，该装置保证了干涉镜架设在数控机床外，能够测量任何机床的轴线行程；干涉镜支撑平台上具有干涉镜平移微调机构，通过该机构能够对干涉镜在水平方向上快速调整，使得支撑装置的光路准直准确性大大提高；该装置的云台通过云台配结器与三脚架连接，利用三脚架的可调性，可以轻松的将云台调整到与被检机床匹配的合适高度，操作便捷性大大提高；干涉镜固定在连接杆上，连接杆固定在干涉镜支撑平台上，没有中间堆积环节，使得测量装置的稳定性大大提高；整个支撑装置的体积和质量大大减小，便于携带，现场检测时，在很小的空间都可以使用。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图；
15.图中：1、激光干涉仪支撑平台，2、水平泡，3、激光干涉仪固定凹孔，4、激光干涉仪支撑平台固定螺钉，5、激光干涉仪平移微调控制旋钮，6、激光干涉仪扭摆微调控制旋钮，7、干涉镜支撑平台，8、微调滑块，9、干涉镜平移微调控制旋钮，10、干涉镜平移滑块固定螺钉，11、干涉镜微调紧固旋钮，12、连接杆，13、云台配结器，14、高度锁紧环，15、高度调节曲柄，16、中心柱，17、支撑脚角度锁定装置，18、支撑脚伸长锁定装置，19、支撑脚。
具体实施方式
16.一种激光干涉仪光路准直支撑装置，包括激光干涉仪支撑机构和线性干涉仪支撑机构。
17.激光干涉仪支撑机构包括三脚架和云台，三脚架与云台连接，云台包括激光干涉仪支撑平台1和云台配结器13，在激光干涉仪支撑平台1上设置有用于安装激光干涉仪的固定结构和水平泡，固定结构可采用相配合的安装孔或凸台与激光干涉仪相配合，根据激光干涉仪结构进行选择，云台配结器内置有驱动激光干涉仪支撑平台水平扭摆的转动组件以及驱动激光干涉仪支撑平台水平前后移动的移动组件；转动组件可采用光杆和套筒的形式实现，利用螺栓穿过套筒顶在光杆上进行扭摆定位，移动组件可采用相啮合的齿轮齿条，利用与齿轮相连接的激光干涉仪平移微调控制旋钮5实现转动调节，转动组件和移动组件的形式多样，图中省略该具体结构。
18.线性干涉支撑机构包括干涉镜支撑平台7、微调滑块8和连接杆12，干涉支撑平台7与激光干涉仪支撑平台1连接，在干涉镜支撑平台7上安装有可以在干涉镜支撑平台水平移
动的微调滑块8，微调滑块上固定连接有与线性干涉镜安装端相配合的连接杆12。通过微调滑块8在干涉支撑平台7的微调后固定，带动连接杆上的线性干涉仪移动，直至线性干涉仪与激光干涉仪、线性反射镜位于同一直线上，并且通过改变线性干涉仪的位置，增加测量数据。
19.采用市售可抽拉调高的三脚架作为本实用新型的使用部件，三脚架上设有用于调整三脚架整体高度的支撑脚伸长锁定装置18，三脚架高度调节后，为防止三脚架位置回落，通过支撑脚伸长锁定装置18进行高度锁定。
20.微调滑块上设有微调孔以及对微调滑块进行定位的干涉镜平移滑块固定螺钉。微调孔的大小大于干涉镜平移滑块固定螺钉10大小，干涉镜支撑平台7上的安装孔与微调孔对齐，干涉镜支撑平台7的安装孔大小与干涉镜平移滑块固定螺钉10大小一致，螺钉的螺帽大于微调孔的大小，通过松开干涉镜平移滑块固定螺钉10，微调滑块8可进行微调，扭紧干涉镜平移滑块固定螺钉10，微调滑块8被固定在干涉镜支撑平台7上。
21.微调滑块与干涉镜支撑平台之间设有驱动微调滑块平行于机床运动轴的移动方向移动的调节组件。在保证支撑杆与激光干涉依位于同一条直线上时，只需调节微调滑块的前后移动即可，通过相啮合的齿轮齿条，利用与齿轮相连接的干涉镜平移微调控制旋钮9实现微调，并可配合微调孔和干涉镜平移滑块固定螺钉10进行固定。
22.三脚架与云台之间置有驱动激光干涉仪支撑平台上下高度微调的调高组件，该调高组件由套筒和抽杆组成，在套筒上加入弹性卡扣，按下弹性卡扣，抽杆可从套筒中抽出调高，松开弹性卡扣将抽杆固定在与处位置，具体结构如伞卡扣抽长结构。也可通过高度调节曲柄15配合高度锁紧环14的形式实现小范围的高度调节。
23.本发明提供了一种激光干涉仪光路准直支撑装置，如图1所示：装置由激光干涉仪支撑平台1、水平泡2、云台配结器13和激光干涉仪固定凹孔3、激光干涉仪支撑平台固定螺钉4、激光干涉仪平移微调控制旋钮5、激光干涉仪扭摆微调控制旋钮6、干涉镜支撑平台7、微调滑块8、干涉镜平移微调控制旋钮9、干涉镜平移滑块固定螺钉10、干涉镜微调紧固旋钮11、干涉镜连接杆12和三脚架组成；三脚架由高度调节曲柄15、高度锁紧环14、中心柱16、支撑脚角度锁定装置17、支撑脚伸长锁定装置18和支撑脚19组成。
24.三脚架通过云台配结器13与激光干涉仪支撑平台1连接，干涉镜支撑平台7通过干涉镜支撑平台固定螺钉3与激光干涉仪支撑平台1连接，激光干涉仪放置在激光干涉仪固定凹孔2中进行固定，连接杆12连接在微调滑块8上，微调滑块8通过干涉镜平移滑块固定螺钉10干涉仪支撑平台7上，线性干涉镜固定在连接杆12上。
25.连接杆12可为光杆或螺纹杆，与线性干涉镜相配合使用，光杆时配合锁紧螺栓，实现线性干涉镜高度调节。
26.该装置对数控机床水平方向的光路准直过程中的使用方法：
27.步骤1：将线性反射镜固定在被检机床工作台上，调整反射镜方向与被检轴线保持平行；将三角架的三条支撑脚19撑开合适角度，锁紧支撑脚角度锁紧装置17；旋松支撑脚伸长锁定装置18，将三支支撑脚19拉伸合适长度；将三脚架尽可能放置在接近被测机床前方平整的位置，旋松高度锁紧环14，转动高度调节曲柄15，使中心柱16向上移动到测量所需的合适位置，锁紧高度锁紧环14。
28.步骤2：将云台连接器13旋转安装在三角架上方，将激光干涉仪支撑平台1固定在
云台配结器13上，操作人员竖直向下查看水平泡2中气泡的位置，调节三角架支撑脚伸长锁定装置18，调整支撑脚19的伸出长度，将水平泡2中的气泡调整到中间位置。
29.步骤3：使用干涉镜支撑平台固定螺钉3将干涉镜支撑平台7固定到激光干涉仪支撑平台1上。
30.步骤4：将激光干涉仪放置在激光干涉仪支撑平台1上的激光干涉仪固定凹孔2中，并使用激光干涉仪固定螺母4将激光干涉仪固定。
31.步骤5：将连接杆12上紧在干涉镜支撑平台7上。
32.步骤6：移动被检机床的工作台距离激光干涉仪最近的极限位置，通过三脚架高度调整曲柄15，激光干涉仪平移微调控制旋钮5（微调控制旋钮连接螺杆装置可实现平移微调），激光干涉仪扭摆微调控制旋钮6（微调控制旋钮连接螺杆装置可实现扭摆微调），实现对激光干涉仪发出的光束在竖直、水平和扭摆方向进行调整，使激光干涉仪发出的激光束进入固定在机床工作台上的线性反射镜内，并通过线性反射镜的反射，返回到激光干涉仪信号接受孔中。
33.步骤7：反复将被检机床的工作台移动到距离激光干涉仪最远和最近的极限位置，通过“远调激光，近调镜组”的方法使激光干涉仪的接受器始终获得用来测量的信号强度。
34.步骤8：将线性干涉镜固定到连接杆12上。调整线性干涉镜的扭摆方向，目测使干涉镜的方向与激光干涉仪发出的激光束的方向保持垂直；干涉镜沿着连接杆12竖直方向上下移动，使线性干涉镜的中心位置与激光干涉仪发出的激光束保持在同一水平位置，利用线性干涉镜上自带紧固实现手动锁紧；转动干涉镜平移微调控制旋钮9，使干涉镜在水平方向进行微调，调整到位后，紧固干涉镜微调紧固旋钮11。通过对干涉镜在扭摆、竖直、水平方向的调整，使激光干涉仪发出的激光束射入干涉镜返回的参考光束和射入线性反射镜返回的测量光束重合，并一同射入激光干涉仪的接受孔中。
35.步骤9：操作数控机床，使被测轴在全行程范围内进行移动，确保激光干涉仪的接收孔始终可以获得用来测量的信号强度。
36.经过实际验证，本发明的使用，因为将干涉镜固定在被检机床运动轴移动范围之外，所以可以测量机床运动轴的轴线行程；因为将激光干涉仪和干涉镜都固定在支撑装置上，所以大大减小了支撑物的体积和质量，工作过程占用的空间大大减小，移动过程的危险系数也大大降低；因为三脚架的稳定性，所以整个支撑装置的稳定性也能够满足测量的需要；因为支撑装置分别为激光干涉仪和干涉镜提供了两套独自的微调系统，所以使得光路准直的速度和准确性大大提高；因为三脚架的灵活性，所以该支撑装置具有很好的适用复杂环境的能力和携带方便。