[發明專利]環拋中大尺寸修正盤表面形狀誤差的檢測方法

有效

• 申請號: 201710762731.3
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107560585B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 廖德鋒;周煉;趙世杰;謝瑞清;陳賢華;王健;許喬
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 蒲敏

本發明提供一種環拋中大尺寸修正盤表面形狀誤差的高精度檢測方法。環拋中大尺寸修正盤表面形狀誤差的檢測方法，該方法包括以下步驟：1)采用位移傳感器以圓弧路徑檢測修正盤的表面形狀；2)采用直線度表橋標定參考點相對于中心點的高度；3)生成修正盤的徑向輪廓。本發明針對大尺寸修正盤工作面朝下并且難以翻轉的問題，根據修正盤表面形狀呈中心對稱分布的特點，結合機床拋光盤的旋轉運動以圓弧路徑掃描測得修正盤的表面形狀。本發明能夠檢測大型環拋機中大尺寸修正盤的表面形狀誤差，檢測過程簡單方便且精度較高，通過本發明方法獲得修正盤的表面形狀，可以推測瀝青拋光盤的形狀，從而調整環拋加工工藝參數以改善光學元件的面形精度。

技術領域

本發明屬于光學加工領域，尤其涉及一種環拋中大尺寸修正盤表面形狀誤差的檢測方法。

背景技術

環拋機通常采用大尺寸、高穩定性的天然花崗巖制成拋光盤基盤，基盤表面澆制環形的瀝青膠層作為拋光盤。瀝青拋光盤的環帶表面依次放有修正盤和工件盤，其中修正盤用于修正和控制拋光盤的形狀誤差，而工件盤則用于把持元件。加工時拋光盤、修正盤、工件盤均以一定的轉速繞逆時針方向勻速旋轉，放在工件盤孔內的光學元件在瀝青拋光盤及其承載的拋光顆粒作用下產生材料去除從而形成光學表面。

由于大型環拋機采用大尺寸修正盤來修正和控制拋光盤的形狀誤差，因此修正盤的表面形狀對于拋光盤的形狀誤差具有重要的影響。對于大尺寸修正盤表面形狀誤差的檢測，由于其重量可達1噸以上，直徑甚至超過2米，并且工作面朝下且難以搬運和翻轉，因此難以采用常見的干涉儀、三坐標測量儀等進行檢測。拋光時修正盤以一定的偏距放在拋光盤的環帶上，修正盤和拋光盤均在伺服電機驅動下進行自轉，因此修正盤的形狀誤差呈中心對稱分布。CN106225647A公開了一種采用中間帶有探針的直線度表橋沿修正盤半徑方向分段檢測各子段的直線度，然后通過數據處理獲得整個半徑方向直線度的檢測方法，由于探針連接的千分表精度較低，且根據分段檢測數據生成整個直徑方向的輪廓時，各分段檢測數據的誤差將會得到累加并被放大，從而影響整體的測量精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種環拋中大尺寸修正盤表面形狀誤差的高精度檢測方法。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：環拋中大尺寸修正盤表面形狀誤差的檢測方法，該方法包括以下步驟：1)采用位移傳感器以圓弧路徑檢測修正盤的表面形狀；2)采用直線度表橋標定參考點相對于中心點的高度；3)生成修正盤的徑向輪廓。

進一步的，所述步驟1)為：吊起修正盤使修正盤與拋光盤表面接近平行；將平板放在修正盤下方的拋光盤表面，然后將位移傳感器固定于平板上，確保位移傳感器的探測頭的檢測點指向修正盤的中心，位移傳感器檢測的距離數據通過數據線輸送至電腦；開啟拋光盤的逆時針勻速旋轉運動，位移傳感器隨拋光盤一起勻速旋轉，待位移傳感器進入修正盤下方時開始記錄測得的探測頭與修正盤的距離，位移傳感器離開修正盤下方時停止記錄距離數據，從而獲得圓弧路徑上位移傳感器的探測頭相對于修正盤的距離數據，拋光盤的轉速記為ω，位移傳感器的檢測采樣時間間隔記為t(s)，檢測點分別記為1,…,i,…,m，對應檢測結果記為h₁,…,h_i,…,h_m。

進一步的，所述位移傳感器通過磁力表座固定于平板上。

進一步的，所述步驟2)為：選擇修正盤表面的任一點作為參考點p，參考點與修正盤中心的距離為d；采用跨度為2d的直線度表橋檢測參考點相對于中心點的高度，檢測時直線度表橋的中間探針位于中心點，兩端支點分別位于參考點及其對稱點，檢測結果即為參考點的實際形狀誤差，記為h₀。

進一步的，所述步驟3)為：a)建立坐標系和分解誤差；b)分離Y方向的傾角誤差；c)分離X方向的傾角誤差。