[發(fā)明專利]一種氣囊輪廓在位檢測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710201757.0
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106737194B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘波;陳賢華;文中江;王健;許喬;侯晶;徐曦;鄭楠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: B24B49/12
• 分類號: B24B49/12;B24B29/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣囊輪廓在位檢測方法及裝置，通過氣囊拋光機(jī)床、激光測微儀以及用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計算設(shè)備對待測氣囊的輪廓特征進(jìn)行檢測，以判斷該待測氣囊是否滿足實(shí)際使用要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法及裝置，能夠有效保證氣囊輪廓質(zhì)量的一致性，提高氣囊拋光去除的穩(wěn)定性和工藝可控性，而且可以基于檢測獲得的氣囊輪廓特征推測實(shí)際去除函數(shù)，從而調(diào)整拋光工藝參數(shù)以改善光學(xué)元件的去除效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及先進(jìn)光學(xué)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣囊輪廓在位檢測方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是航空航天、國防軍工、信息、微電子與光電子等尖端科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，對光學(xué)加工領(lǐng)域提出越來越高的要求。其中大口徑非球面元件具有無中心遮攔、可改善像質(zhì)且簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，已成為空間相機(jī)、極紫外光刻機(jī)、超高功率激光裝置的關(guān)鍵元件，其超精密加工是光學(xué)加工領(lǐng)域的前沿研究方向之一。

氣囊拋光是近些年大口徑非球面元件超精密加工技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。該技術(shù)是采用柔性氣囊作為拋光工具，可保證拋光頭與被拋光工件表面較好吻合性，且可調(diào)的氣囊充氣壓力及較高的主軸轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)拋光效率提升和表面質(zhì)量控制的兼得，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ母咝伖夥椒ā?/p>

迄今，國內(nèi)外在氣囊柔性拋光技術(shù)研發(fā)方面均取得了一定發(fā)展，正在不斷開展各類工件的高效高精度拋光應(yīng)用。但是，國內(nèi)在氣囊拋光設(shè)備研制方面雖然取得一定成績，但還未達(dá)到工程應(yīng)用的程度，同時氣囊拋光工藝也受限于氣囊拋光硬件，如氣囊工具。氣囊工具作為與工件直接接觸的部件，其尺寸精度和形狀精度直接影響加工精度，如何保證其尺寸和形狀的精度一直是業(yè)界亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種氣囊輪廓在位檢測方法及裝置，以改善上述問題。

本發(fā)明較佳實(shí)施例提供一種氣囊輪廓在位檢測方法，該方法包括：通過激光測微儀確定待測氣囊在初始狀態(tài)時沿旋轉(zhuǎn)軸軸線方向的最低點(diǎn)，令所述激光測微儀的激光測頭對準(zhǔn)所述最低點(diǎn)，該最低點(diǎn)的位置坐標(biāo)為預(yù)設(shè)坐標(biāo)系下的原點(diǎn)坐標(biāo)；驅(qū)動所述待測氣囊進(jìn)行球面軌跡運(yùn)動，所述待測氣囊的運(yùn)動軌跡為包含所述最低點(diǎn)的球面軌跡，所述球面軌跡的半徑為預(yù)設(shè)的參考?xì)饽业陌霃?；在所述待測氣囊運(yùn)動過程中，通過所述激光測微儀對該待測氣囊的輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；根據(jù)所述參考?xì)饽业那蛎孳壽E數(shù)據(jù)和上述激光測微儀采集到的數(shù)據(jù)計算出所述待測氣囊的半徑；根據(jù)上述計算出的半徑編制球面軌跡檢測程序檢測出該待測氣囊的輪廓誤差。

本發(fā)明另一較佳實(shí)施例提供一種氣囊輪廓在位檢測裝置，該裝置包括氣囊拋光機(jī)床、激光測微儀和數(shù)據(jù)處理終端，其中，所述激光測微儀安裝于所述氣囊拋光機(jī)床上，待測氣囊安裝于所述氣囊拋光機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸上；所述激光測微儀用于確定待測氣囊在初始狀態(tài)時沿旋轉(zhuǎn)軸軸線方向的最低點(diǎn)，以使所述激光測微儀的激光測頭對準(zhǔn)所述最低點(diǎn)，該最低點(diǎn)的位置坐標(biāo)為預(yù)設(shè)坐標(biāo)系下的原點(diǎn)坐標(biāo)；所述氣囊拋光機(jī)床用于驅(qū)動所述待測氣囊進(jìn)行球面軌跡運(yùn)動，所述待測氣囊的運(yùn)動軌跡為包含所述最低點(diǎn)的球面軌跡，所述球面軌跡的半徑為預(yù)設(shè)的參考?xì)饽业陌霃?；所述激光測微儀還用于在所述待測氣囊運(yùn)動過程中對該待測氣囊的輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；所述數(shù)據(jù)處理終端用于根據(jù)所述參考?xì)饽业那蛎孳壽E數(shù)據(jù)和上述采集到的數(shù)據(jù)計算出所述待測氣囊的半徑，進(jìn)而通過根據(jù)上述計算出的半徑編制球面軌跡檢測程序檢測出該待測氣囊的輪廓誤差。

本發(fā)明實(shí)施例提供的氣囊輪廓在位檢測方法及裝置，通過激光測微儀對待測氣囊進(jìn)行對刀，然后驅(qū)動所述待測氣囊進(jìn)行球面軌跡運(yùn)動使其運(yùn)動軌跡為過所述最低點(diǎn)的球面軌跡，球面軌跡的半徑為預(yù)設(shè)的參考?xì)饽业陌霃剑⒃谠摯郎y氣囊運(yùn)動過程中，通過激光測微儀對該待測氣囊的輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)而根據(jù)上述參考?xì)饽业那蛎孳壽E數(shù)據(jù)和激光測微儀采集到的數(shù)據(jù)計算出待測氣囊的半徑，最后再根據(jù)計算出的半徑編制球面軌跡檢測程序檢測出該待測氣囊的輪廓誤差。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法及裝置，能夠有效保證氣囊輪廓質(zhì)量的一致性，提高氣囊拋光去除的穩(wěn)定性和工藝可控性，而且可以基于檢測獲得的氣囊輪廓特征推測實(shí)際去除函數(shù)，從而調(diào)整拋光工藝參數(shù)以改善光學(xué)元件的去除效果。