[發(fā)明專利]中大口徑光學(xué)元件非球面磨削面形精度高效在位檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310314139.9
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN103358231A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳慶堂;聶鳳明;吳煥;王大森;盧政宇;王凱;張廣平;郭波;段學(xué)俊;康戰(zhàn);胡寶共;李珊;修冬;魏巍;陳洪海;李征
• 申請（專利權(quán)）人: 長春設(shè)備工藝研究所
• 主分類號(hào): B24B49/02
• 分類號(hào): B24B49/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)精密測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種中大口徑光學(xué)元件非球面磨削面形精度的高效在位檢測方法，特別適用于軸對稱中大口徑非球面光學(xué)元件磨削后工序間面形精度的快速檢測，為后序磨削加工程序提供補(bǔ)償數(shù)據(jù)。

背景技術(shù)

中大口徑光學(xué)元件非球面磨削后面形精度的檢測是一項(xiàng)技術(shù)難題，傳統(tǒng)的測量方法一般采用三座標(biāo)測量儀進(jìn)行離線檢測，對光學(xué)元件的位置精度有極其嚴(yán)格的要求，光學(xué)元件回轉(zhuǎn)中心與探測頭零點(diǎn)間微小的偏移，光學(xué)元件軸線與測量儀平臺(tái)的不垂直等因素都會(huì)造成很大的測量誤差。在測量過程中盡可能地調(diào)整光學(xué)元件回轉(zhuǎn)中心位置與測頭零點(diǎn)相一致，然后對測量結(jié)果進(jìn)行技術(shù)處理。這一方法在精度要求不高的測量過程中廣泛應(yīng)用，但在每次測量時(shí)，都要花大量的時(shí)間來調(diào)整光學(xué)元件，且因?yàn)楣鈱W(xué)元件回轉(zhuǎn)中心與探測頭中心不可能嚴(yán)格一致，所以測量精度不能達(dá)到很高，同時(shí)使測量結(jié)果帶有一定的主觀性，對測量儀的零點(diǎn)會(huì)在某一極小范圍內(nèi)波動(dòng)這一點(diǎn)，在精度要求不高的測量中都會(huì)忽略這一誤差，但隨著測量精度的提高，這一誤差不可忽略的，在某些高精度的測量儀中，采用每次測量前重新校正零點(diǎn)的方法，而三座標(biāo)測量儀在檢測軸對稱曲面時(shí)在尋找中心位置時(shí)存在誤差相比較大，對于面形精度高的曲面無法實(shí)現(xiàn)檢測目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工面形精度的高效在位檢測方法。該檢測方法能夠?qū)崟r(shí)檢測磨削后的面形精度，并能依據(jù)個(gè)點(diǎn)偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，形成補(bǔ)償后的加工程序，為保證磨削工序加工精度檢測，提供可行方法，提高了磨削加工效率。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提供一種中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工面形精度的高效在位檢測方法，該方法是借助機(jī)床自身高精度導(dǎo)軌導(dǎo)向系統(tǒng)和高精度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，利用高精度測量儀器，對光學(xué)元件面形進(jìn)行檢測，在位檢測裝置由測量儀器和磨削機(jī)床構(gòu)成，在位檢測裝置由X導(dǎo)軌部件、Y導(dǎo)軌部件、主軸部件、砂輪軸部件與轉(zhuǎn)臺(tái)軸部件組成的磨削機(jī)床和測量儀器構(gòu)成，其中測量儀器含有：檢測球頭、檢測桿、磁力支架和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對光學(xué)元件磨削加工非球面面形進(jìn)行在位檢測時(shí)，其特征在于：檢測儀器上的檢測球頭與光學(xué)元件表面接觸，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有數(shù)據(jù)顯示，檢測球頭測量后，形成等距曲面，然后補(bǔ)償檢測球頭半徑擬合出測量非球面面形；其特征還在于：檢測桿平行于光學(xué)元件軸線，檢測球頭球心在Y導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向上通過光學(xué)元件的回轉(zhuǎn)中心檢測面形；其特征還在于：中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工后在位檢測時(shí)，利用三點(diǎn)法來尋找檢測球頭與光學(xué)元件軸線同心點(diǎn)位置；其特征還在于：檢測桿通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，將檢測數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

有益效果

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)是：在光學(xué)元件非球面磨削加工后即可進(jìn)行在位檢測，通過三點(diǎn)法尋找檢測球頭與光學(xué)元件軸線同心點(diǎn)位置，通過補(bǔ)償檢測球頭半徑擬合面形，實(shí)時(shí)獲得面形精度誤差，能依據(jù)采集的誤差數(shù)據(jù)，補(bǔ)償調(diào)整加工程序，做到了面形誤差的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，有效地保證了中大口徑光學(xué)元件磨削工序的面形精度，明顯提高了磨削加工效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明提供中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工的高效在位檢測方法檢測裝置示意圖。

圖2是本發(fā)明提供中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工的高效在位檢測方法測量儀器示意圖。

圖3是本發(fā)明提供中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工的高效在位檢測方法示意圖。

圖4是本發(fā)明提供中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工的高效在位檢測方法示意圖A處局部放大圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1、圖2，本發(fā)明提供中大口徑光學(xué)元件非球面磨削加工的高效在位檢測方法的檢測裝置結(jié)構(gòu)，包括X導(dǎo)軌部件（1）、Y導(dǎo)軌部件（2）、主軸部件（3）、光學(xué)元件（4）、砂輪軸部件（8）、轉(zhuǎn)臺(tái)軸部件（9）和測量部件；高精度測量儀器含有：檢測球頭（5）、檢測桿（6）、磁力支架（7）和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（10）。

光學(xué)元件（4）裝夾在主軸部件（3）上，磁力支架（7）吸附在Y導(dǎo)軌部件（2）上面，采用高精度的檢測球頭（5）固定在檢測桿（6）上，檢測桿（6）固定在磁力支架（7）上，調(diào)整磁力支架（7），使檢測球頭（5）在Y導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向上通過光學(xué)元件（4）的回轉(zhuǎn)中心，并與光學(xué)元件（4）接觸，使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（10）有數(shù)據(jù)顯示，同時(shí)使檢測桿（6）與光學(xué)元件（4）軸線平行，實(shí)現(xiàn)檢測球頭（5）在檢測運(yùn)行過程中可以準(zhǔn)確的顯示光學(xué)元件（4）面形變化。