一种小行程导轨垂直度测量方法

基于平行光束的远场干涉衍射原理,经涡旋位相板编码的激光光束可在中央产生干涉暗斑,且暗斑的中心位置只由涡旋位相板中心点决定,不随光束漂移变化。采用暗斑作为扫描光斑,具有比传统扫描光斑更大的扫描范围和更精确的定位,通过记录扫描过程中暗斑的中心位置,对两导轨轨迹进行直线拟合并计算垂直度。实验得到X导轨拟合直线方程为y=0.139 5x+0.142 8,拟合系数R2=0.999 4,Y导轨拟合直线方程为y=-17.17x-0.061 26,拟合系数R2=0.999 9。两直线的夹角为85.4°,垂直度误差大小约为4.6°。误差主要是由环境振动和所用CCD像素切割的垂直度所引起。理论分析和实验结果证明了该方法具有比传统扫描光斑更大的扫描范围和更精确的定位,是一种可行的垂直度测量方法。