雷尼绍干涉仪使用方法

1、一、本次我们主要研究：如何检测机床的螺距误差。因此我们主要的任务在于： 1.应该使用什么仪器进行测量 2. 怎么使用测量仪器 3. 怎么进行数据分析 4. 怎么将测量所得的数据输入对应的数控系统 二、根据第一点的要求，我们选择的仪器为：Renishaw 激光器测量系统，此仪器检测的范围 包括： 1. 线性测量 2. 角度测量 3. 平面度测量 4. 直线度测量 5. 垂直度测量 6. 平行度测量 线性测量：是激光器最常见的一种测量。 激光器系统会比较轴位置数显上的读数位置与激 光器系统测量的实际位置，以测量线性定位精度及重复性。 三、根据第二点的解释，线性测量正符合我们检测螺距误差的要求。因此

2、，我们此次使用 的检测方法线性测量。 总结以上我们的核心在于：如何操作 Renishaw 激光器测量系统结合线性测量的方法进行检 测，之后将检测得到的数据进行分析，最后将分析得到的数据存放到数控系统中。这样做的目的 在于提高机床的精度。 第二章、基础知识 2.1 什么是螺距误差？ 开环和半闭环数控机床的定位精度主要取决于高精度的滚珠丝杠。但丝杠总有一定螺距误差， 因此在加工过程中会造成零件的外形轮廓偏差。 由上面的原因可以得知： 螺距误差是指由螺距累积误差引起的常值系统性定位误差。 2.2 为什么要检测螺距误差？ 根据 2.1 节，检测螺距误差是为了减少加工过程中造成零件的外形轮廓偏差，即提高

3、机床的 精度。 2.3 怎么检测螺距误差？ （1）安装高精度位移检测装置。 （2）编制简单的程序，在整个行程中顺序定位于一些位置点上。所选点的数目及距离则受数 控系统的限制。 （3）记录运动到这些点的实际精确位置。 （4）将各点处的误差标出，形成不同指令位置处的误差表。 （5）多次测量，取平均值。 （6）将该表输入数控系统，数控系统将按此表进行补偿。 2.4 什么是增量型误差、绝对型误差？ 增量型误差 增量型误差是指：以被补偿轴上相邻两个补偿点间的误差差值为依据来进行补偿 绝对型误差 绝对型是误差是指：以被补偿轴上各个补偿点的绝对误差值为依据来进行补偿 2.5 螺距误差补偿的原理是什么？ 螺距

4、误差补偿的基本原理就是将数控机床某轴上的指令位置与高精度位置测量系统所测得的 实际位置相比较，计算出在数控加工全行程上的误差分布曲线，再将误差以表格的形式输入数控 系统中。这样数控系统在控制该轴的运动时，会自动考虑到误差值，并加以补偿。 采用螺距误差补偿功能应注意：螺距误差补偿功能的实现方法又有增量型和绝对型之分。所 谓补偿就是指通过特定方法对机床的控制参数进行调整，其参数调整方法也依各数控系统不同而 各有差异。 第三章、认识激光干涉仪 本次试验我们使用的仪器为：Renishaw 激光器测量系统 3.1 激光干涉仪是由什么硬件组成 3.1.1 什么是硬件？ 硬件：硬件就是我们看到的一堆由金属、

5、塑料等材料堆成的被称之为“Renishaw 激光干涉 仪”的东西(事实上，它是由一些机壳和电路板等物构成)。因为是一些看得见、摸得着的东西,又 因为都是“硬”的，所以被人们形象地称为“硬件” 。 3.1.2 具体硬件名称以及各自的用途是什么？ 一、本次使用激光检测仪主要检测螺距误差，因此我们主要使用到以下的仪器： （1）ML10 激光器 Renishaw ML10 Gold Standard 激 光器 以上四个图案为激光罩在不同的状态下的作用 A)A)无光束射出无光束射出 B)B)缩小横截面光束及目标缩小横截面光束及目标 C C）最答光束及目标）最答光束及目标 D D） 标准测量位置标准测量位

6、置 射出最大光来的横截面以及反射光束的探测器孔射出最大光来的横截面以及反射光束的探测器孔 Renishaw ML10 Gold Standard 激光器： ML10 是一种单频 HeNe 激光器，内含对输出激光束稳频的电子线路及对由测量光学镜 产生的干涉条纹进行细分和计数处理。 其主要作用简单概括为：发射红外线以及返收红外线供特定的软件做分析，记录相关的 数据 （2）三脚架 三脚架及云台可用来安装 ML10 激光器，将 ML10 激光器设置在不同的高度，并充分控制 ML10 激光束的准直。 对于大多数机床校准设置，建议将 ML10 激光器安装在三脚架和云台上。 三脚架、安装云台和 ML10 激

7、光器三合一体，可为 ML10 光束准直提供下列调整： 高度调整 水平平移调整 角度偏转偏转调整 角度俯仰调整 其中高度调整是由图 9 上显示的高度曲柄控制的，水平平移是由图 2 上显示的平移控制旋钮 控制，角度偏转偏移是由图 2 上显示的旋转微调旋钮控制。图 2 后的两个示意图为水平平移和角 度偏移的使用方法。 （3）EC10 环境补偿装置 EC10 环境补偿装置可以补偿激光器光束波长在气温、气压、及相对湿度影响之下的变化。 大多数机床会随着温度变化膨胀或收缩，可能导致校准发生误差，为了避免校准误差， 线性测量软件纳入一种称为热膨胀补偿或“归一化”的数学修正，应用在线性激光读数上。 软件使用膨

8、胀系数将测量加以归一（膨胀系数需手动输入），并使用 EC10 来测量平均机床 温度。 修正的目的是要评估在 20 C (68 F) 的温度下执行校准时应得的激光器校准结果。 （4）线性测量镜组 线性测量镜组可用于测量线性定位精度。 线性测量镜组组件包括下列要件，如图 1 所示： 分光镜 两个线性反射镜 两个光靶以助于光学准直 注： 当您组合一个分光镜和线性反射镜后，便成为一个线性干涉镜。 （5）用于将镜组安装到机床机床上的安装组件 镜组安装组件是用来将 Renishaw 测量镜组安装到 CMM 或机床上。 本系统的设计可以轻易 地交换不同的测量镜组，无需重新准直激光器。 组件包括： 三个安装杆

9、（安装杆有 M8 螺丝钉可拧上底板、标准磁基或其它 Renishaw 装置） M8 适配器（可连接标准磁基或 Renishaw 的 CMM 探头） 两个底板 两个安装块和安装螺钉（可将光学元件连接至安装杆） 镜组安装组件不包括任何可将安装的镜组夹上待测机床的元件，要这么做需视不同的机床 而异。 一种通用的方式是用磁性安装块直接将钢制底板或/和安装杆装上机床。 安装组件的安装杆和底板都是磁性不锈钢所制，因此可以用磁性安装块来加以牢固。 3.2 激光干涉仪是由哪些软件组成 3.1.2 什么是软件？ 软件：是人们为了告诉电脑要做什么事而编写的，电脑能够理解的一串指令，有时也叫代码、 程序。 3.2.

10、2 具体的软件名称以及各自的用途是什么？ （1）Renishaw Laser10 是配套 Renishaw 激光器测量系统的软件，此软件的资源管理器窗口： 这里面包括该仪器所有功能的配套软件，其中线性测长是我们本次研究的软件。 （2）线性测量软件 下列各表列出各种菜单选项的功能： 文件文件 选项选项/ /次选项次选项功能功能 新建 自动设置 随机设置 手动设置 指导用户通过有关数据采集设置程序，显示目标生成，采集初始化 和自动数据采集对话框。 倘若您已在会话中定义了目标，就可以选 择创建新目标或者修改既有的目标。 打开会显示打开对话框，容许您在其中为上一次数据采集会话加载参数。 另存为会显示另

11、存为 对话框，容许您将数据用一个新文件名保存或保存至 另一个目录。 属性容许您输入或查看当前的数据采集会话的机床标题信息。 最近会话容许您从最近的数据采集会话列表内选择并打开数据文件。 退出退出数据采集软件。 目标目标 选项选项/ /次选项次选项功能功能 自动设置 随机设置 手动设置 会显示目标设置对话框。 倘若您已在会话中定义了目标，您可以选 择创建新目标或者修改已有的目标。 编辑会显示编辑目标数值对话框，容许您更改已定义的目标位置。 保存会显示另存为对话框，容许您给要保存的目标设置定义一个文件名 或目录。 采集采集 选项选项/ /次选项次选项功能功能 开始在您定义目标并设置自动采集后开始数

12、据采集过程。 继续在中断后继续数据采集过程。 环境设置会显示环境设置对话框，容许您手动设定环境参数或选择使用 EC10 装置进行自动补偿。 Tpin/out 开/关设置 会显示 TPin-TPout 设置对话框，容许您在其中启用/禁用外部触发 并设定触发间距。 自动采集设置会显示自动数据采集设置 对话框，容许您在其中输入数据采集参数， 如最小暂停期间以及过速步长尺寸。 数据数据 选项选项/ /次选项次选项功能功能 按运行编辑 按目标位置编辑 会显示数据编辑对话框，容许您在其中编辑在每一个目标按运行或 按目标位置所记录的误差值。 分析启动 Renishaw Laser10 分析软件。 工具工具

13、选项选项/ /次选项次选项功能功能 附加功能/将角度转换为直线度 是一个 DOS 实用程序，可将角度数据文件转换为直线度 数据文件。 运行软件时，请参阅 IMPORTANT NOTE（重要注意事项） 一节。 附加功能/转换数据文件是一个 DOS 实用程序，可从采集的数据中去除斜率。 它也能够缩放及给所采集的数据添加偏移量。 附加功能/将数据文件转换为电子 表格 一个 DOS 实用程序，可将数据文件从 Renishaw 文件格 式转换为 Lotus 123 电子表格。 该格式也能用 Microsoft Excel 读取。 附加功能/环境监控软件一个 DOS 实用程序，可显示材料温度、气温、气压和

14、湿 度并以电子数据表格式记录。 组件/将数据采集到 Lotus 123 电子数据表文件 选中时，会加载一个软件组件，可用于将激光读数、误 差、环境数据等数据以电子数据表文件格式保存。 每一 次数据采集软件内采集到一个数据点时，便会记录该数 据。 通信/设置 RS232 会显示 Renishaw 通信对话框，您便能够按机床所配备 的控制器类型设置通信参数。 通信/终端 会显示 Renishaw 通信终端窗口，您便能够测试及监控 通过 RS232 接口的文件传送。 打印 旧机床参数 新机床参数 坐标轴文件 零件程序 这些选项容许您选择及打印 OMP、NMP、TBL 和 RPP 文 件。 零件程序生

15、产 传送 查看 编辑 复制到软盘 接收 这些选项显示生成、查看及编辑零件程序，并在计算机 和控制器间传送 RPP 文件所需的对话。 配置配置 选项选项/ /次选项次选项功能功能 数据文件目录容许您定义保存 Renishaw 数据文件的默认目录。 环境设置会显示环境设置对话框，容许您定义默认的膨胀系数值 以及用来显示环境参数的单位。 测量单位会显示单位设置对话框，容许您定义单位类型（英制或 公制），以及用来显示激光测量值及误差值读数的分辨 率。 角度因子仅适用于角度测量模式。 会显示角度因子对话框，容许您在其中输入有关所用角 度镜组的详细信息。 工具栏会显示一个对话框，容许您在其中更改工具栏的外

16、观。 您可以添加或删除按钮并更改它们的显示顺序。 设备选择Renishaw PC10 或 PCM10 配 ML10 PC10/ML10 仿真 GPIB 接口 通过串口的 Bobe 盒 Federal Gauge/RS232 容许您选择计算机上所连接或安装的接口类型。 接口地址会显示端口地址选择对话框，容许您给计算机上所配备 的接口卡设定端口地址。 加载配置文件 当开始一个采集会话时，软件会从默认文件 CURRENT.RCF 内读取配置。 该选项会显示打开对话框，容许您在其中从自己先前创 建的文件中选择一个配置。 保存配置文件 该选项会显示另存为对话框，容许您在其中将一个自定 义配置保存到与 C

17、URRENT.RCF 文件相同的目录。 语言选择该选项容许您用不同的语言，如德语、英语、法语、意 大利语、或西班牙语，来显示菜单、对话框、及状态指 示灯中的文字。 窗口窗口 选项选项/ /次选项次选项功能功能 标题 层叠 排列图标 古典 这些选项用于控制子窗口的排列方式。 您可以将它们并 排“平铺”或者是彼此“层叠”。 默认的选项是“古典” ，可能要算普通情况下最好的用法。 环境 设置信息 属性 复选这些选项其中之一，会在右边窗口中显示环境参数、 可选的光学设置图表、或机床标题信息。 1 状态 2 读数 3 信号 4 环境 倘若子窗口被平铺或层叠，复选这些选项其中之一会使 该窗口成为活动窗口，

18、而且在层叠模式中将选中的窗口 带到最前面。 帮助帮助 选项选项/ /次选项次选项 功能功能 关于 PC10 设备 关于自动采集 关于采集 会显示一个小窗口，提供关于接口设备、自动采集或采 集软件的简短说明。 显示的信息包括软件版本号以及至 Renishaw 网站的链接。 帮助会单独显示一个帮助窗口，其中包含本 Renishaw Laser10 校准系统用户手册的信息库。 以下为工具栏功能： 自动设置，逐步指导您完成自动目标设置、采集初始化以及自动数据采集设置对 话框并自动开始数据采集程序。 会显示打开对话框，容许您在其中为先前的数据采集会话加载参数。 会显示另存为对话框，容许您保存采集的数据。

19、 定标激光器。 将一个预置值应用至激光读数。 在所显示的激光读数方向之间切换。 在毫米及英寸间来回切换显示单位。 在角度测量模式中，单位将会在度数、毫弧 度及弧秒间来回切换。 在毫米及英寸间切换误差单位。 在角度测量模式中，单位将会在弧秒及毫弧度间 来回切换。 会显示分辨率对话框，容许您在其中设置显示在小数点后的数字位数。 切换平均开启/关闭功能。 选择长期平均。 选择短期平均。 启动 Renishaw Laser10 分析软件。 会显示一个帮助窗口，其中包含本 Renishaw Laser10 校准系统用户手册的信息 库。 结束数据采集软件。 以下为软件本体上的一些功能： 图 1 图 1 显

20、示当前检测到的实际位置，其中有红色背景和灰色背景的区分，红色代表当前检测过 程中激光的返回光点偏移或光源受阻挡，灰色表正常。 图 2 主要是显示当前 ML10 与 EC10 的工作状态，并且显示了 当前使用的单位标准、测量方式、数据采集的方式。 图 2 图 3 主要记录检测到的实际数据并且以图形的形式显示出来。 图 3 图 4 显示为当前激光返回信号的强度，其实我们也可以使用此信号的显示情况判断 当前光线是否准直，即镜子的安装是否正确。 图 4 第四章、使用激光干涉仪器前应该注意什么问题？ 1.搞清楚为什么要对光点，最终是为了什么？ 2.如何知道现在仪器检测到的信号强弱如何？ 3.对光的时候应

21、该注意什么？是否有诀窍？ 4.搞清楚如何安装仪器即仪器之间的信号线和电源线之间的关系是怎么样的，绘图说明。 5.搞清楚三脚架的使用方法，四个主要的旋钮的名称是什么？各自的作用是什么？ 6.搞清楚什么是增量误差和什么是绝对误差，应该怎么输入到系统中。 7.在检测之前应该生成一个检测程序给数控系统，这个程序应该怎么生成？ 8.对光的时候发现两平行线之间的光点不重合并且不能试用微调适合的轴向时应该怎么办？（提 示：调镜子的方向） 第五章、安装激光干涉仪 5.1 连接硬件部分 5.1.1 连接硬件时必备知识？ 安装 ML10： 一、激光安全一、激光安全 - - 切勿凝视光束切勿凝视光束 根据 EN60

22、825-1 以及美国标准 ANSI 2136，RENISHAW ML10 激光器属 II 级激光，因而不 需要佩戴护目镜（正常条件下人会自然地眨动眼睛并转移目光以避免伤害）。 切勿直接凝视光束 或照射他人的眼睛。 注视漫射光束不会造成伤害。 二、警告警告 1.主电源导线是一根三股的电缆线。 地线（接地）的电源部分需有效接地。 2.零线没有熔接保险丝。 将装置接上电源时，务必留心将正确的电线连接火线 三、接口介绍接口介绍 ML10 的后面板包括一个激光器状态灯、ON/OFF 电源开关、电源连接、数据联结插座、以及角 度俯仰调整。注：请返回 3.1.2 观看 ML10 后面面板（图） 激光器状态灯

23、可表示激光器是否已达到稳定的状态。 ON/OFF 开关控制 ML10 激光器的电源输入。 电源插座就在此开关旁边，可插入提供的电源导 线上压模的标准 IEC 接头。 安装 EC10 一、重要注意事项一、重要注意事项 应先连接 EC10 的气温及材料温度传感器电源，再开启 EC10 电源。 一旦 EC10 检测到其 中一个传感器通道尚未接通，将不会再度探测该通道。 当使用少于三个材料温度传感器时，需按 照从右到左的顺序使用插座。 注：请返回 3.1.2 第一大点的第三小点中的图三 即 EC10 后视图 二、二、EC10EC10 数据链接数据链接 EC10 机架后部有电源插座、电源开关 (on/o

24、ff)、一个状态灯、以及数据链接电缆插座，可将 EC10 装置连接 PC10 或 PCM20 接口卡。 三、警告警告 EC10 的原厂设置应已符合您所在国家的电压及频率规格。 不过，在您使用 EC10 前，特别 是在国外使用 EC10 或在非标准电源的场所使用时，请先确定将电源设定在适当的电压。 请检 查装置下部的开关设置，如下图 5 所示： 电压选择开关应设置为：100 伏、120 伏则 EC10 设定为：120 伏 ；220 伏、240 伏则 EC10 设定为： 240 伏 如下改变电压设定：如下改变电压设定： 1. 确定先将电源开关关闭。 1. 用一枚硬币或一把大型的平头螺丝起子或类似

25、工具将开关转到正确的设定。 1. 打开开关。 现在即可安全使用装置。 EC10 机架后部的电源插座旁边的收放式托盘中，有一根 T 级保险丝管防护火线（通电）输入。 该托盘也有备用保险丝的放置槽。 工作的保险丝放在内侧。 三、安装三脚架三、安装三脚架 安装三脚架的时候要注意水平的问题，水平的调节在三只脚的调试上。每次挪动三脚架后都 必须看三脚架上的水平指示器，判断时候水平。 四、计算机接口四、计算机接口 DX10DX10 接口组件接口组件 (USB)(USB) DX10 已取代 PCM20 (PCMCIA) 卡，成为 ML10 和 EC10 与笔记本电脑通信的标准接口。 它 同样也适用于台式机，

26、取代了 PC10 接口卡（现已停产）。 DX10 是可靠的高速通信设备，可 以 5 kHz 的速度将数据直接传输到 Laser10。 DX10 与 Windows XP、SP1 和 SP2 兼容，但与老版本的 Windows 操作系统不兼容。 对于双轴数据采集，只需使用两个 DX10 接口，分别插入两个 USB 端口或一个单独的集线器 上即可。 DX10 接口组件 (USB) 包括： DX10 接口 (USB) 3 米 USB 电缆 DX10 驱动程序安装光盘 5.1.2 连接简略图 5.2 启用软件 5.2.1 如何安装和配置软件？ 一、安装软件 1.开启计算机，等候它在 Windows 中

27、启动，然后插入 CD-ROM 光盘至 光盘驱动器。 安装 程序现在应会自动运行。 若安装程序没有自动运行，请从计算机的任务栏中选择开始/运行，进入运行对话框。 单击 浏览按钮，并由浏览对话框来使用安装 CD-ROM 光盘上的 Setup.exe 文件。 选择 Setup.exe，然 后单击打开按钮。 现在，从运行对话框中选择“确定”以开始软件安装程序。 2.您现在会看到安装向导的欢迎屏幕。 该向导是一组屏幕，可自动指导您逐步完成安装程序。 单击下一步，进入下一步（会出现选择目标位置屏幕），或取消退出安装程序。 3.选择目标位置屏幕容许您定义将在其中加载软件的目录。 建议您接受 C:Progra

28、m FilesRenishaw Laser10 的默认值，但也可单击浏览按钮选择另一个目录。单击下一步以进入下一 步，会出现选择程序文件夹屏幕。 4.选择程序文件夹屏幕容许您在程序启动菜单中选择用来储存程序启动图标的文件夹。 安装 程序会自动提供默认的文件夹 Renishaw Laser10，但您也可从列表中选择另一个文件夹或输入一个 新的文件夹名称。单击下一步开始安装。 5.在安装过程中，您会看到一系列的进度表、消息及指示说明。 6.安装结束时，会询问您是否要更新 HTML 帮助。 若选择是，Internet Explorer 浏览器提供 的 HTML 帮助程序会更新为使用该帮助所需的标准。

29、 因此建议您选择是。 7.最后，设置完成屏幕会出现，询问您是否要现在重新启动计算机或稍后再启动。 选择适当 的选项，单击完成退出安装程序。 二、配置软件 什么是配置？什么是配置？ 配置就是一种功能，允许您输入有关系统中硬件类型以及您希望如何使用软件的信息。 一旦 输入有关信息后，软件就会将它储存在一个文件中，在每一次启动软件时使用。 某部分数据采集及分析程序的操作是由软件设定控制的。 您可以根据需求来配置这些设定， 如有某一设定，允许您指定程序一般用来储存采集的数据的默认目录。 要配置软件要配置软件 1. 使用数据采集软件。 2. 从菜单栏上，选择配置。 会出现配置菜单。 注：注： 选项可用与

30、否，取决于选中的数据采集类型（如角度、线性 或直线度）。 不可用的选项呈暗淡显示。 可用的选项有： 数据文件目录 环境设置 测量单位 工具栏 选择设备（选择 PC10 以及 PCM20 设备驱动器） 选择接口（设定 PC10 以及 PCM20 卡配置） 配置文件 语言选择 我们一般在默认安装的情况下，要将选择设备里的选项设置为当前使用设备的型号，因为我们 使用的是 DX10 代替 PC10 以及 PCM10 所以此选项选择为：DX10 默认的环境参数单位默认的环境参数单位 当执行了环境补偿时，您将会在一个窗口查看环境参数，或在一个对话框内将它们输入。 这些参 数所用的单位取决于为软件配置的单位

31、。 要更改默认值，按照下列步骤进行： 1. 从配置菜单中，选择环境设置选项。 会出现环境设置对话框。 2. 第一个参数，膨胀系数，可用来输入被校准的机床或对象的热膨胀 系数。通常都会输入机床反馈系统的膨胀系数。例如，11.7ppm/ C (6.50ppm/F) 是使用钢制滚珠丝杠及园编码器反馈系统的一个 典型数值。 有关选择材料热膨胀系数的信息，请参阅材料热膨胀补偿一节。 3. 其它每一参数决定环境数值在环境设置窗口中以哪一种单位显示。 要更改单位，从下拉列表中选择所需的单位。 会出现一个单位列 表，可从列表中选择必要的选项。 可用单位有： 环境参数环境参数 可用单位可用单位 膨胀系数膨胀系数

32、 每摄氏度 ppm 每华氏度 ppm 气压气压 千帕 (kPa) 毫巴 (mbar) 毫米汞柱 (mmHg) 英寸汞柱 (inHg) 英寸水柱 (inH2O) 每平方英寸磅 (psi) 厘米水柱 (cmH2O) 气温及材质温度气温及材质温度 摄氏度 华氏度 默认的测量单位默认的测量单位 1. 从配置菜单中，选择测量单位选项。 会出现单位设置对话框。 、 2. 显示单位字段会设置大型数字读数窗口的单位。 它允许您设定一 般在使用软件时喜欢使用的单位。 它可以设置为公制 (mm) 或英 制 (in)，或是角度测量时所用的弧秒、度数或 m/mm。 误差单位字段允许您设置用来显示误差值的单位。 注：注

33、：当使用数据采集软件时，您可以随时来回切换显示单位，方法 是单击工具栏上的 按钮或按 Ctrl+U 键。 会有一个状态灯 显示当前设置的单位。 同样地，您可以随时来回切换误差单位， 方法是单击工具栏上的 按钮或按 Ctrl+E 键。 分析数据时，您可以覆盖这些首选的单位，方法是从数据分析主窗 口菜单栏选择绘制图/单位选项。 3. 标准小数位数选项会决定数字读数以及误差值读数的分辨率。 要 更改数字位数，只需从适当的公制或英制选项的下拉列表中选择所 需的数字即可。 每一种测量模式可用的选项如下： 线性测量毫米 英寸 多配置文件多配置文件 您可能需要超过一个配置文件，才能满足车间内各种机床或操作员

34、首选项的特殊设置。 .RCF 文件中的配置信息是以 ASCII 文本格式保存，因此可用如记事本（Windows 95 或 NT 附 带的程序）等文字编辑器来查看及打印。 若您想使用您自己先前创建的文件中的一个配置，请从菜单栏中选择配置/加载配置文件。 会出 现打开对话框，允许您从列表中选择一个文件。 语言选择语言选择 要更改软件所显示及绘制的文本语言，从菜单栏中选择配置/语言。 会出现一个子菜单，包含软 件当前所支持的所有语言选项。 单击所需的语言选项。 会出现一个对话框，要求您确认所做的选择。 单击是确认。 软件会重新 自行配置，并在下一次运行软件时使用该种语言。 5.2.2 如何识别软件指

35、示灯含义？ 数据采集主窗口的状态灯窗口包含各个指示灯，能够提供有关 ML10 激光器及 EC10 的状态信息。 状态灯在屏幕上按下面的顺序排列： 测量模式测量模式测量单位测量单位 平均模式平均模式 ML10ML10 没有回应没有回应/ /无接口卡无接口卡 信号强度过低信号强度过低EC10EC10 手动手动/ /自动自动 EC10EC10 错误错误 加热器开加热器开/ /关关高速误差高速误差 光束被遮断光束被遮断 预热预热 脉冲触发脉冲触发 ML10ML10 ON/ML10ON/ML10 故障故障/ / HTHT FAILFAIL ML10ML10 稳定稳定/ / ML10ML10 不稳定不稳定

36、 测量模式测量模式 此状态灯指出当前进行的测量模式（如线性、角度、直线度等）。 测量单位测量单位 此状态灯指出测量显示屏上的读数单位。 单位可从菜单栏选择配置/测量单位改变，或使用工具 栏上的 按钮在公制和英制单位间来回切换。 平均模式平均模式 当显示的测量读数是一个平均值时，此状态灯会亮，指出使用的是短期或长期平均模式。 ML10ML10 没有回应没有回应/ /无接口卡无接口卡 显示平均模式的状态灯也会显示 ML10 没有回应的消息。 这时： 1.确定 ML10 激光器及 PC10 或 PCM20 接口卡间的数据链接已正确连接。 2.确定已打开 ML10 激光器的开关。 3.当 EC10 环

37、境补偿装置与 PC10 接口卡已连接时，确定已打开其开关（或是断开连接）。 该状态灯也会显示无接口卡的消息。 此消息表示 Renishaw 接口没有正确安装或配置。 要安装及配置一个台式计算机的 PC10 接口卡 要安装及配置一个笔记型计算机的 PCM20 接口卡 使用 DX10 的要配置 DX10 信号强度过低信号强度过低 SIGNAL LOW 状态灯会发出警告表示信号强度已降至不到其最大值的 25%。 这可能是由于激光 器和测量镜组间没有准直并可能导致完全丧失信号，或可能是由于余弦误差所造成的。 信号强度 过低也可能是由于测量镜组不干净所造成的。 EC10EC10 手动手动/ /自动自动

38、当一个 EC10 环境补偿装置连接到 PC10 接口卡并打开时，此状态灯会亮。 它会分辨 EC10 装 置是在自动或手动模式中运行。 EC10EC10 错误错误 此状态灯也会显示 EC10 FAULT 消息，表示 EC10 以及 PC10 接口卡间已建立的数据链接已停 止运行。 若发生此种状况，请确定 EC10 装置及 PC10 接口卡间的数据链接电缆没有断开。 加热器开加热器开/ /关关 ML10 激光器由一个内置的加热器来维持温度，从而将激光管的长度保持在一定的容差，以维持 其稳定性。 不过，这种保持稳定的形式可能会受到操作期间室温显著改变的影响，致使 加热器 完全开启 或 加热器完全关闭

39、 状态灯亮起。 高速误差高速误差 ML10 激光器内的探测电路是利用栅格计数技术来确定测量数值。 探测器电路内的逻辑元件运行 速度支配了线性镜组可被分离的最快速度。 请参阅线性测量规范，了解 ML10 的最快测量速度。 若超出该速度限制，测量读数很可能出错，因为探测器电路会“遗漏”栅格。 不过，自检过程会 断定是否发生这种状况，因而亮起 HIGH SPEED ERROR 状态灯并冻结测量读数。 这些情 况要在系统重新定标后才能消除。 注：注：没有信号时可能会触发 HIGH SPEED ERROR 标志，因此即使镜组一直保持静止的状态， 也可能会显示 BEAM OBSTRUCTED 标志。 光束

40、被遮断光束被遮断 BEAM OBSTRUCTED 状态灯会发出警告表示信号强度已降至不到其最大值的 12.5%。 这可能是 由于光束没有准直，或是光束受到物理干扰所致。 当 BEAM OBSTRUCTED 状态灯亮时，测量显示屏会冻结并亮红灯。 这些情况要等到恢复足够 的信号强度而且系统重新定标后才会结束。 若 BEAM OBSTRUCTED 状态灯意外亮起，可能是因为激光器不稳定所致。 预热预热 打开 ML10 后， PREHEAT 状态灯会亮大约 10 到 15 分钟。 它表示 ML10 正在经历初始的 稳定阶段。 这时， ML10 UNSTABLE 状态灯也会亮。 脉冲入脉冲入/ /脉冲

41、出脉冲出 此状态灯也可用来在启动 脉冲入 及 脉冲出 装置时显示。 ML10ML10 ON/ML10ON/ML10 故障故障/HT/HT FAILFAIL 这些都是可能会出现在屏幕上相同位置的消息。 ML10 ON 应在任何时候，一连接上 ML10 激光器并开启时显示。 ML10 FAULT 消息会发出警告表示激光器的输出功率已降至预置的阈值以下。 只要保持足够的 信号强度，即使出现此消息，仍能获得令人满意的测量结果。 不过，若它一直亮下去，请尽快与 Renishaw 或您当地分销商洽商。 HT FAIL 消息表示 ML10 激光器电源发生故障。 若发生这种情况，请先检查激光器的操作电压 是否

42、正确。 如该标志继续出现，请与 Renishaw 或您当地分销商洽商。 ML10ML10 稳定稳定/ML10/ML10 不稳定不稳定 这两条是可能会出现在屏幕上相同位置的消息。 ML10 稳定 表示 ML10 已达到稳定的状态。 ML10 不稳定 则表示激光器的光输出波长没有保持在所需的容差范围内。 在 ML10 激光器刚开 启时会出现这种情况，但若后来 ML10 变得不稳定， ML10 UNSTABLE 状态灯还是会亮。 5.3 镜组的使用 5.3.1 检测螺距误差应该选用什么境？ 该方法选用的镜组请参看 3.1.2 第四小点的图 1，在机床上的安装如下图： 5.3.2 检测时镜组的光学设置

43、和测量原理是什么？ 图图 1 1 - 线性测量的光学设置 要设置线性测量，将一个线性反射镜连接到具有两个紧螺纹的分光镜上。 这个组合要件被称 为“线性干涉镜”，可以作为激光束的参考路径。 线性干涉镜位于 ML10 激光器和线性反射镜 之间的光束路径，如图 1 所示。分光镜管上标有两个箭头以显示其方位。 箭头应指向两个反射 镜，如上图所示。 图图 2 2 测量原理 ML10 激光器的光束会射入线性干涉镜，再分为两道光束。 一道光束（称为参考光束）射向 连接分光镜的反射镜，而第二道光束（测量光束）则通过分光镜射入第二个反射镜。 这两道光束 回再反射回分光镜，重新汇聚之后返回激光头，其中会有一个探测

44、器监控两道光束间的干涉。 在线性测量时，其中一个光学元件保持不变，而另一个则沿着线性轴移动。 定位测量是通过 监控测量及参考光束间光路差异的变化来执行的（请注意，两个光学元件间的差分测量与 ML10 激光器的位置无关）。 此种测量可与待测机床的标尺读数比较，获得机床精度的任何误差。 通常，反射镜设置为移动的光学元件，而干涉镜则作为固定的元件，如图 2 所示。这些角色可以 调换，但会缩小测量的最大量程，从 40 m (133 ft) 缩小为 15 m (49 ft)。 因此在长轴上，线性干 涉镜通常保持固定，而移动其它反射镜以执行测量。 在较短的轴上，如果方便，这些角色可以互 相交换。 第六章、

45、使用激光干涉仪 6.1 使用前的工作 6.1.1 为什么要对光？ 对光的目的是为了让检测的光线能准确返回激光干涉仪上，让激光干涉仪得到最强的反馈信 息，以便计算实际的行程数值。 6.1.2 影像线性测量精度的因素包括哪些？ 、死程误差 死程误差是在线性测量过程中与环境因素改变有关的误差，这时已采用 EC10 自动补偿功能。 在正常状况下，死程误差并不大，而且只会发生在定标后以及测量过程中的环境改变。 路径 L2 的激光测量死程误差与两个光学元件间的距离有关，此时系统定标为 L1，请参阅图 1。 若干涉镜及反射镜之间没有动作，且激光束四周的环境状况有所改变，整个路径(LI + L2)的波长 （空

46、气中）都会改变，但激光测量系统只会对 L2 距离进行补偿。 因此，死程测量误差会由于光 束路径 L1 没有获得补偿而产生。 图图 1 1 - 死程误差 不过，若当设定定标时固定和移动镜组彼此邻接，死程误差就可忽略不计。如下图 2 所示。 图图 2 2 - 死程误差可不计时的正确设置 如果可能，定标激光器时使镜组互相靠近。 若定标激光器时镜组彼此相隔不到 10 mm，则 正常状况下的死程误差就可忽略。 机床几何显示当移动镜组位于轴的零点位置，这两个镜组彼此 分得最开，此时可用预置功能来避免与定标激光干涉镜系统有关的潜在死程误差。 、余弦误差 激光束路径与运动轴之间存在的任何未准直都会造成测得的距

47、离和实际的运动距离之间有差 异，如图 1 所示。 图图 1 1 - 余弦误差. 此未准直误差通常被称为余弦误差。 此误差的大小与激光束和运动轴间的未准直角度有关， 如图 1 中的 。 当激光测量系统与运动轴未准直时，余弦误差会使得测量的距离比实际距离要短。 随着角度未准 直的增加，误差也跟着显著增加，如下表所示： 角度角度 ( ( mm/metremm/metre) ) 角度角度 （弧分）（弧分） 误差误差 ( ( ppmppm) ) 0.45 1.00 1.40 3.20 4.50 10.00 1.53 3.43 4.87 10.87 15.39 35.39 0.1 0.5 1.0 5.0

48、10.0 50.0 要使余弦误差达到最小，测量激光束必须准直，并与运动轴平行。 在长于一米的轴上，使用 提供的准直步骤很容易达到这个目的。 但在较短的轴上就变得相当困难，需用下面方法来最优化 准直并使余弦误差最小： 最大化激光读数 自动反射方式 设置直线度测量过程中的斜率消除 注：注： 不要假设由于信号强度在整个运动轴上都保持不变，准直就会完美无误。 校准软件中的信 号强度表的灵敏度和分辨率不足以确保短轴上的精确准直。 最大化激光测量读数最大化激光测量读数 若激光测量出现余弦误差，则激光读数将会小于原本应有的数值。 因此，通过仔细调整激光 头的俯仰及偏转，直到取得最大的激光读数，就能消除短轴上

49、的余弦误差。 操作步骤如下： 1.沿着运动轴准直光束。 2.移动轴以使镜组靠近并定标激光读数。 3.移动轴，使镜组彼此离的越远越好。 4.仔细调整激光头的俯仰和偏转控制，取得最大的激光测量读数。 注注： 使用这个方法时需要特别小心，但却非常有效。 可能有必要先做一连串的细微调整并在每 一次调整后放松控制，才能看出对激光读数的作用。 也可能需要平移激光头来保持准直。 可能 也有必要选择测量显示屏上的最大分辨率设定，并将短期平均 设定为开启 (ON) 状态。 完成后， 最好重复上述的步骤以确认准直。 自动反射方式自动反射方式 若机床轴非常短，而且知道正好有平面与运动轴垂直或平行（在 0.05），则

50、可使用自动反 射方式。 执行的步骤如下： 1.沿着运动轴准直光束。 2.将一个钢块规放在激光束的路径（干涉镜后）上，面对一个或多个平面。 3.调整偏转和俯仰控制，使从块规表面反射的光束返回激光头上的出射光孔。 这时，激光束 就与运动轴保持准直。 此方式在激光头离干涉镜有一定距离时特别有效。 直线度测量直线度测量 斜率消除斜率消除 若您打算在一个轴上执行线性及直线度测量，最好先执行直线度测量，因为可以利用手动斜 率消除来最优化光束准直。 只要线性镜组可以取代直线度镜组而不会干扰安装组合或激光器，线 性测量便可立即获得最优化的准直。 、材料死程误差 线性测量时，材料膨胀补偿通常只会应用至等于所测激

51、光距离的材料死程长度。 若测量回路 包含其它结构，则该“材料死程”的任何热膨胀或收缩或是负载偏差将会导致测量误差。 请将镜 组直接安装到所需的测量点上可使这些误差达到最小。 6.1.3 如何对光？ 水平光束调整水平光束调整 1. 沿着运动轴将机床推离激光头，直到您看到光束开始移开 光靶。 当只有一半的光束仍然击中白点时停止移动机床。 请注意光束现在偏离中心多远。 2. 用三脚架台左后方的小旋钮，调整激光头的角度偏转，以使光束光束横扫过白色光靶。 继续移动 光束，直到它位于相反方向离中心的距离相同，如图 2 所示。 3.现在，用三脚架台左边中间的大旋钮， 调整激光头水平平移激光头水平平移，使光束

52、返回光靶 的水平中心线。如图 3 所示 、垂直光束调整垂直光束调整 垂直光束调整垂直光束调整 4. 4. 请注意激光束在目标上的垂直位置。 5. 使用激光头后方的指形轮组来调整，使光束光束垂直扫过目标。 调整指形轮组，直到光束位于相 反方向离目标中心的距离相同的位置，如图 4 所示 6. 现在，使用三脚架中心主轴上的高度调整轮来将激光头激光头 上下移动上下移动，直到光束再一次击中目标中心。 注：注： 此时， 可能有必要进行另外一次较小的水平回转调整，以使激光 束返回到该目标的中心。如图 5 所示 7. 现在沿着运动轴继续推离机床。 当 您看到激光头移开目标时再一次停止。 重复步骤 2 到 6

53、的激光器准直调整， 直到您达到轴的末端。 8. 达到轴的末端时，将机床移回激光器， 来到轴的起点。 9. 若光束不再位于光靶中心，则水平平移激光器，使光束光束回 到光靶的垂直中心线。 10. 然后，垂直平移激光头垂直平移激光头，使光束回到光靶的中心。 注：注： 此时，可能有必要进行另外一个较 小的水平回转调整，以使激光束返回到该光靶的中心。 11. 重复步骤 1 到 10，直到光束在整个运动轴范围内都能保持在光靶的中心。 提示：若光线已经与待校准轴平行，只需将激光头水平平移用于击准光靶的中心，那么我们 可以使用手轮微调镜子的位子来实现；若是垂直平移，我们可以手动调整镜子的高度来实现。 （不 过

54、这个调整必须很小心，若光束回到光靶中心则马上固定） 第七章、开始检测 7.1 检测前工作 7.1.1 检测前应该设置什么参数、检测程序怎么生成？ 一、目标位置：一、目标位置： 当选择目标位置以进行机床轴的校准时，目标位置通常应横跨该轴的工作区域。 下面我们以目标为从 0 到 450MM，并使间隔为 30MM 为间距如图所示： 在软件中如下设置目标： 选择目标点中的等距定义目标，如下图所示 图 1 图图 2 2 接着弹出如图 2 的窗口接着我们在内部设置数据如图三所示 图 3 到这里的时候我们将目标点设置完毕，接下来我们要上生成。 二、生成检测程序：二、生成检测程序： 激光干涉仪在检测的时候时按

55、照我们在第一步设定的目标点运动的，即从 0 到 450MM 每 30MM 为一个点，因此机床在运动的时候必须和软件设置的一致，所以我们必须生成检测程序。 程序的生成方法图下： 选择定义工具栏下的零件程序下的产生按键，如下图所示： 图 1 图 2 在弹出的窗口中输入文件名，并且选择程的序存放路径按保存，会弹出下图： 图 1 图 2 在图 1 中需要我们选择的为：数控系统的型号。 我们针对我们当前检测机床的数控系统型号作正确的选择，接着弹出图 2 的窗口，这个窗口要求 我们填写与程序相关的数据，我们如下图所示填写： 程序号：0001 轴名为：Y 运行次数为：3 选择方向为：双向 暂停周期为：4 秒

56、 越程为：4.0000 毫米 零件程序类型：线性 进给量：1500 ；轴方式为：普通 名词解释： 程序号：该程序的序号 轴名：待校准轴的名称 这里记住是大写 运行次数：我们希望该程序运行多少次 选择方向：在轴上行走的方向时一来一回的间隔点还是只去这样走回时不走 暂停周期：等待软件记录数据的时间，这里要根据电脑的性能作调整 越程：这里是为了消除方向间隙而设置的，一般选择默认，也可以自行设置 零件程序类型：选择运行的方式，因为我们是走直线的所以我们选择线性 进给量：机床运动的速度 到这里的时候我们已经完成了程序的生成，我们使用文本格式打开文件可以看到程序如下： (PGM, NAME=0001) :

57、G71 G94 (MSG, RENISHAW ERROR COMPENSATION) G90 F1500 COUNT=0 RUNS=3 (DO) G01 Y004.000 G04 F1. G01 Y000.000 G04 F4. G04 F4. G01 Y-030.000 G04 F4. 第一页 G04 F4. G01 Y-300.000 G04 F4. G01 Y-060.000 G04 F4. G01 Y-090.000 G04 F4. G01 Y-120.000 G04 F4. G01 Y-150.000 G04 F4. G01 Y-180.000 G04 F4. G01 Y-210.0

58、00 G04 F4. G01 Y-240.000 G04 F4. G01 Y-270.000 第二页 G01 Y-270.000 G04 F4. G01 Y-240.000 G01 Y-330.000 G04 F4. G01 Y-360.000 G04 F4. G01 Y-390.000 G04 F4. G01 Y-420.000 G04 F4. G01 Y-450.000 G04 F4. G01 Y-454.000 G04 F1. G01 Y-450.000 G04 F4. G04 F4. G01 Y-420.000 G04 F4. G01 Y-390.000 G04 F4. G01 Y-360.000 G04 F4. G01 Y-330.000 G04 F4. G01 Y-300.000 G04 F4. 第三页 G04 F4. G01 Y-210.000 G04 F4. G01 Y-180.000 G04 F4. G01 Y-150.000 G04 F4. G01 Y-120.000 G04 F4. G01 Y-090.000