SJ6000激光干涉儀具有測量精度高、測量范圍大、測量速度快、最高測速下分辨率高等優(yōu)點，結(jié)合不同的光學(xué)鏡組，可實現(xiàn)線性測長、角度、直線度、垂直度、平行度、平面度等幾何參量的高精度測量。在SJ6000激光干涉儀動態(tài)測量軟件配合下，可實現(xiàn)線性位移、角度和直線度的動態(tài)測量與性能檢測，以及進(jìn)行位移、速度、加速度、振幅與頻率的動態(tài)分析，如振動分析、絲桿導(dǎo)軌的動態(tài)特性分析、驅(qū)動系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析等。

激光干涉儀最典型的應(yīng)用就是測量機(jī)床精度，本文講解如何使用激光干涉儀測量五軸機(jī)床平移軸直線度誤差。

對于平移軸而言，每根軸均有兩個直線度誤差，因此三根軸有六個直線度誤差，均可采用激光干涉儀分別測得。

原理：帶有圓孔的是直線度干涉鏡，其與待測軸相連一同運動；長條鏡是直線度反射鏡靜止安裝，其是對稱結(jié)構(gòu)，上下左右均對稱。當(dāng)一束激光從源頭發(fā)出射入干涉鏡，干涉鏡將光束分成兩束，形成一個很小的角度分別去往反射鏡，由于反射鏡上下對稱，因此兩束光被反射后又回到干涉鏡，匯合成一股光束，去往激光頭的探測器。當(dāng)運動軸產(chǎn)生直線度誤差時，會使得干涉鏡相對于反射鏡在水平橫向方向發(fā)生相對運動，而反射鏡是左右對稱的（左右的鏡片不在同一平面，有一定的角度），因此會使得兩束分開的光束光程具有差別，根據(jù)此差別，即可測得運動軸產(chǎn)生的直線度誤差。

▲ 直線度測量的光路原理構(gòu)建圖

▲ 運動軸的橫向直線度測量示意圖

▲ 運動軸的縱向直線度測量示意圖

根據(jù)直線度誤差測量原理可知，測量過程中不可避免的會引入斜率誤差。該誤差是由于測量直線度反射鏡的光學(xué)軸線最初與待測軸不平行，為調(diào)整平行而引起的。如圖 所示，A 為干涉鏡和反射鏡的距離，B 為激光頭到干涉鏡的距離（其中干涉鏡是固定在運動軸上的）。在一開始，反射鏡的光學(xué)軸線處于旋轉(zhuǎn)前的位置，而由于機(jī)床運動軸與其之間存在的夾角θ，

因為斜率誤差是穩(wěn)定誤差，因此可以采取上述的公式將其從直線度測量結(jié)果中分離出來，亦可以采用兩端法擬合或者最小二乘法擬合將其分離出去。

兩端法擬合：即是將所有采集來的數(shù)據(jù)第一點和最后一點相連決定一直線，再將所有采集來的數(shù)據(jù)去除掉擬合的直線信息，由此得出的殘值即為直線度誤差。

最小二乘法擬合：將采集回來的所有數(shù)據(jù)通過最小化誤差的平方和方式來尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配，而后將采集值與匹配函數(shù)對應(yīng)值相比較，剩余的殘值即為直線度誤差。

附：SJ6000激光干涉儀直線度測量精度。