[发明专利]一种利用无衍射光测量导轨四自由度运动误差的装置

摘要

本发明公开了一种利用无衍射光测量导轨四自由度运动误差的装置，该装置包括激光器、扩束准直镜、轴锥镜、分光棱镜、反射镜、半透半反镜、直角棱镜和摄像机，半透半反镜与直角棱镜组成的运动单元固定在工作台上。半透半反镜反射的无衍射光束由第一摄像机接收，其透射的无衍射光束与参考无衍射光束由第二摄像机接收，通过分析两摄像机中无衍射光的中心光位置变化，识别和测量出导轨垂直直线度、偏摆角、俯仰角和滚转角运动误差。该装置结构简单、多自由度测量、测量范围大、精度高、稳定性强，是一种综合性能优良的多自由运动误差测量装置。

主权项

一种利用无衍射光测量导轨四自由度运动误差的装置，其特征在于：包括激光器（1）、准直扩束镜（2）、第一平面反射镜（3）、轴锥镜（4）、第一分光棱镜（5）、第二平面反射镜（6）、第二分光棱镜（7）、移动单元（8）、半透半反镜（9）、第三平面反射镜（10）、第一摄像机（11）、直角棱镜（12）、第三分光棱镜（13）、第二摄像机（14）、光衰减器（15）、第四平面反射镜（16）、工作台（17）和计算机（18）；所述的移动单元（8）由所述的半透半反镜（9）和直角棱镜（12）组成，所述的半透半反镜（9）设置在所述的直角棱镜（12）正前端上部，所述的移动单元（8）固定安装在所述的工作台（17）上，所述的工作台（17）在被测直线导轨上运动；所述的激光器（1）产生的激光穿过所述的准直扩束镜（2）、经所述的第一平面反射镜（3）反射、平行射入所述的轴锥镜（4）后形成零阶贝塞尔形状的无衍射光，无衍射光经所述的第一分光棱镜（5）后分成反射光和透射光的两束无衍射光，反射光作为测量光，透射光作为参考光；所述的参考光经所述的光衰减器（15）、第四平面反射镜（16）后入射到所述的第三分光棱镜（13）中；所述的测量光经所述的第二反射镜（6）、第二分光棱镜（7）后入射到所述的移动单元（8）中的半透半反镜（9）上；一部分由所述的半透半反镜（9）反射回来的光线经所述的第二分光棱镜（7）、第三平面反射镜（10）后由所述的第一摄像机（11）接收，另一部分经过所述的半透半反镜（9）透射的光线经过所述的直角棱镜（12）和第三分光棱镜（13）后，与由所述的第一分光棱镜（5）透射的经光衰减器（15）、第四平面反射镜（16）的光线干涉后形成莫尔条纹入射到所述的第二摄像机（14）中；所述的第一摄像机（11）中接收一束无衍射光斑，第二摄像机（14）中接收两束无衍射光干涉的莫尔条纹，所述的第一摄像机（11）、第二摄像机（14）分别与所述的计算机（18）连接。