一种光栅机械刻划机的激光干涉控制方法

摘要

一种光栅机械刻划机的激光干涉控制方法属于机械刻划平面衍射光栅制作领域，目的在于解决现有技术存在的刻划定位精度受工作台摆角影响以及不能满足光栅刻线位置的快速控制要求的问题。本发明首先对光栅刻划机进行运行调试，在刻划过程中通过光栅刻刀干涉计测量参考反射镜和长条测量反射镜的相对位置变化，两个工作台干涉计分别用于测量两个工作台干涉计和长条测量反射镜在Z轴方向的相对位置变化；通过光栅刻刀压电执行器光栅刻刀干涉计的位置测量结果对光栅刻刀的位置进行实时调整；两个工作台压电执行器分别根据两个工作台干涉计的位置测量结果对工作台进行摆角校正；通过FPGA实现工作台压电执行器和光栅刻刀压电执行器的硬件控制操作。

主权项

一种光栅机械刻划机的激光干涉控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对光栅刻划机进行运行调试，测试光栅刻划机控制系统工作正常后，将光栅基底(16)放置在工作台上；步骤二：对光栅刻刀干涉计(1)和工作台干涉计(7)进行清零，同时设置光栅刻刀压电执行器(5)和工作台压电执行器(9)处于其最大输出行程的1/2位置；步骤三：气浮滑套(10)在气浮导轨(11)上运动，带动光栅刻刀(12)往复运动；在光栅刻刀(12)沿x轴正向运动期间，光栅刻刀(12)处于抬刀状态，此时光栅刻划机处于宏定位阶段；在光栅刻刀(12)沿x轴负向运动期间，光栅刻刀(12)处于落刀状态，光栅刻划机处于光栅刻划阶段；步骤四：在步骤三所述的宏定位阶段，根据光栅各刻线设定的理想位置要求，采用分度电机对工作台位置进行宏定位操作；步骤五：在步骤三所述的宏定位阶段，完成步骤四后，通过两个工作台干涉计(7)分别测量两个工作台干涉计(7)和长条测量反射镜(8)在Z轴方向的相对位置；步骤六：执行步骤五的过程中，根据步骤五的测量结果，通过两个工作台压电执行器(9)对工作台摆角进行校正；步骤七：在步骤三所述的光栅刻划阶段，通过光栅刻刀干涉计(1)测量参考反射镜(2)和长条测量反射镜(8)在Z轴方向的相对位置变化；步骤八：执行步骤七的过程中，光栅刻刀压电执行器(5)根据步骤七中光栅刻刀干涉计(1)的位置测量结果对光栅刻刀(12)的位置进行实时调整，使其与步骤四中设定的理想位置的偏差最小；步骤九：重复步骤三至步骤八，直至光栅刻划完成。