[發(fā)明專利]一種工作臺運動直線度實時測量裝置

無效

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• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102901447A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 王杰;劉曉軍;盧文龍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/27
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發(fā)明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。

背景技術

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(fā)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(xiàn)簡單，測量精度也不高；相位測量型基于激光干涉技術實現(xiàn)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(tǒng)裝調復雜，使用不便，且對測量對象振動環(huán)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(xiàn)同時測量。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種可以對工作臺的直線度進行動態(tài)實時測量的工作臺運動直線度實時測量裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明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中線偏振光中光矢量平行于紙面的部分發(fā)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。

本發(fā)明可實現(xiàn)工作臺直線度動態(tài)、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0.16μm，并具有裝調簡單、受環(huán)境影響小等特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的工作臺運動直線度實時測量裝置的光路圖；

圖2是本發(fā)明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是本發(fā)明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是本發(fā)明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。

具體實施方式