Attocube激光干涉多轴测量原理 基于IDS3010

皮米精度非接触式轴误差测量

旋转物体的运动误差是精密机械工程中最热门的一项研究。对于高速丝杆，相对于理想旋转，即使只有亚纳米的偏差，也会引起不良的振动和运动误差。目前从纳米X射线断层扫描研究到机械工程，主要方向为监控运动误差达纳米级。一直以来，最主要的目标：如何最小的控制运动误差？IDS3010干涉仪插入式测量方案能够较好的满足上述需求。
在任何机械旋转部件以及高精度采样应用中，面临的主要问题都是一样的：轴的运动偏差-见图1-是否定义完善并且完全被控制？
加工应用中，控制驱动轴同心度的典型应用：轴的偏心度直接导致运动不平衡情况。随着质量或者是转速的增减，不仅会影响机械件的精度，而且仪器的不稳定也会导致磨损和断裂出现。纳米X射线断层分析中也有同样的情况：在同步辐射中，一个典型的高精度晶体分析需要对于晶体旋转中心有更深的认识。任何误差或者漂移都会导致数据分析明显失真。
为了解决这个问题，先要了解问题的关键。通常情况下，对于一个线性位移传感器，行程较大，亚纳米精度，首选干涉仪方法。但是，这种方法一般要求被测目标为平面，当测量旋转运动时，待测面为曲面。因此，到目前为止，运动误差特性测量设备并没有采用干涉仪方法，主要元件为铟钢传感器——如用于纳米X射线断层扫描的电容传感器或者用于机械工程的接触式CMM。这个新的设计，扩大了传统线性位移传感器领域，实现了弧面测量的功能。

图2：当旋转圆柱体是测得的运动误差（黑线），结果显示为行程达微米级，分辨率可达亚纳米。中央红色线显示平均值位置（校正偏心），而每根点划线显示误差值为5微米

图1：测量旋转物体运动误差机构。当轴旋转时，采用两个干涉传感器探头测量垂直于其转轴的两个方向上的运动误差。不同的被测物体采用不同尺寸的传感器探头。

装置介绍

需求为监控磁驱动电机10mm直径螺栓在平面内的位移量。在驱动螺栓上安装了一个精镀圆柱。由于安装角度容差较大，两个干涉仪传感头安装非常简易快捷。在顶端安装了基于光纤的XS传感器头。该传感头能满足空间以及位置要求，并且支持在极端环境下的应用。在应用中，电机驱动速度达2160转每分钟（RPM）。两个干涉仪测量垂直于旋转轴的圆柱运动误差。针对旋转轴的离心率，采集对应数据。同步及非同步误差可以直接测得，见图2.IDS3010激光器基于干涉系统。如果需要详细资料，请联系我们！