本发明专利技术公开了一种摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系的测量装置和方法，该装置摆臂式轮廓仪测头系统包括接触式传感器夹具、接触式传感器、第一靶球和第二靶球，多功能测量显微镜包括多功能测量显微镜立柱头、多功能测量显微镜立柱和多功能测量显微镜工作台面。通过控制多功能测量显微镜工作台面实现X、Y方向的移动，控制多功能测量显微镜立柱头实现Z方向的移动，分别使第一靶球、第二靶球和接触式传感器测头通过点源显微镜CCD成像并且在计算机窗口上显示对应光斑最小，此时多功能测量显微镜的坐标即是第一靶球的球心、第二靶球的球心和接触式传感器的测头的球心对应测量的空间位置坐标。本发明专利技术精度较高，同时可以方便快捷的实现。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，该装置摆臂式轮廓仪测头系统包括接触式传感器夹具、接触式传感器、第一靶球和第二靶球，多功能测量显微镜包括多功能测量显微镜立柱头、多功能测量显微镜立柱和多功能测量显微镜工作台面。通过控制多功能测量显微镜工作台面实现X、Y方向的移动，控制多功能测量显微镜i■柱头实现Z方向的移动，分别使第一靶球、第二靶球和接触式传感器测头通过点源显微镜era成像并且在计算机窗口上显示对应光斑最小，此时多功能测量显微镜的坐标即是第一靶球的球心、第二靶球的球心和接触式传感器的测头的球心对应测量的空间位置坐标。本专利技术精度较高，同时可以方便快捷的实现。【专利说明】摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系的测量装置和方 法
本专利技术属于几何量精密测试领域，涉及摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系 的测量装置和方法，适用于空间位置坐标关系的测量。
技术介绍
摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系是指第一靶球的球心、第二靶球的球心 和接触式传感器的测头的球心之间的相对空间位置坐标关系。 摆臂式轮廓仪是一种有效的光学镜面加工过程的在位检测仪器，其最大的特点是 直接安装在待测光学镜面旁，将待测光学镜面加工机床的转台作为摆臂式轮廓仪的工作转 台使用，对待测镜面进行实现在位检测。在使用摆臂式轮廓仪对待镜面面形进行检测时，发 现摆臂式轮廓仪有效臂长精度对面形检测精度会产生一定的影响。为了减小有效臂长精度 的影响，实现高精度测量，采用激光跟踪仪对摆臂式轮廓仪有效臂长进行测量。采用该测量 方法时，需要对摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系进行测量。 由于摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系是一个三维空间内相对空间关系， 无法用常规的测量方法实现高精度的测量，本专利技术中采用点源显微镜对该空间位置坐标关 系进行测量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：为了使用激光跟踪仪对摆臂式轮廓仪有效臂长进行测 量，需要对摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系进行测量。本专利技术的目的是提供能够 精确测量摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系的装置和方法。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种摆臂式轮廓仪测头系统空间 位置坐标关系的测量装置，该装置由摆臂式轮廓仪测头系统支撑架、摆臂式轮廓仪测头系 统、多功能测量显微镜、点源显微镜连接板、计算机、点源显微镜和大理石台面组成，摆臂式 轮廓仪测头系统包括接触式传感器夹具、接触式传感器、第一靶球和第二靶球，多功能测量 显微镜包括多功能测量显微镜立柱头、多功能测量显微镜立柱和多功能测量显微镜工作台 面，其中： 接触式传感器通过接触式传感器夹具上的通孔安装夹紧，第一靶球、第二靶球靠 磁力吸附于接触式传感器夹具上； 多功能测量显微镜工作台面通过X和Y两方向导轨安装于大理石台面上，多功能 测量显微镜立柱固定安装于大理石台面上，多功能测量显微镜立柱头通过Z方向导轨安装 于多功能测量显微镜立柱上； 摆臂式轮廓仪测头系统支撑架下端面固定安装在多功能测量显微镜工作台面上， 上端面与接触式传感器夹具下端面通过安装孔固定安装； 点源显微镜连接板上部分通过安装孔与多功能测量显微镜立柱头固定安装，下部 分通过安装孔与点源显微镜固定安装； 多功能测量显微镜工作台面通过X、Y方向导轨移动，同时带动摆臂式轮廓仪测头 系统实现X、Y方向的移动；多功能测量显微镜立柱头通过Z方向导轨移动，同时带动点源显 微镜实现Z方向的移动；控制X、Y和Z三个方向的移动，分别使第一靶球、第二靶球和接触 式传感器的测头通过点源显微镜CCD成像并且在计算机显示屏上显示对应光斑最小，此时 多功能测量显微镜的坐标即是第一靶球的球心、第二靶球的球心和接触式传感器的测头的 球心对应测量的空间位置坐标； 计算机通过数据采集线与点源显微镜相连，将点源显微镜(XD上所成像通过计算 机窗口显示。 进一步的，多功能测量显微镜的X、Y和Z三个方向的定位精度为1 U m,多功能测 量显微镜工作台面的X方向的运动范围是0?250_，多功能测量显微镜工作台面的Y方向 的运动范围是0?200mm，多功能测量显微镜立柱头的Z方向的运动范围是0?200mm。 进一步的，接触式传感器的分辨力为25nm，测量精度为0. 2 ym，测量范围0? 25mm。 进一步的，第一靶球、第二靶球由铁材料制成，为反射式，外轮廓为球形。 本专利技术另外提供一种摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系的测量方法，包括 步骤如下： 步骤S1 :启动多功能测量显微镜，使多功能测量显微镜的坐标系回到绝对零位并 初始化； 步骤S2 :控制多功能测量显微镜X、Y和Z三个方向的移动，使第一靶球通过点源 显微镜的(XD成像并且在计算机显示屏上显示对应光斑最小，此时多功能测量显微镜的坐 标即是第一靶球的球心空间位置坐标，记为； 步骤S3 :控制多功能测量显微镜X、Y和Z三个方向的移动，使第二靶球通过点源 显微镜的(XD成像并且在计算机显示屏上显示对应光斑最小，此时多功能测量显微镜的坐 标即是第二靶球的球心空间位置坐标，记为（x2，y2，z2)； 步骤S4 :控制多功能测量显微镜X、Y和Z三个方向的移动，使接触式传感器的测 头通过点源显微镜的CCD成像并且在计算机显示屏上显示对应光斑最小，此时多功能测量 显微镜的坐标即是接触式传感器的测头的球心空间位置坐标，记为（x3，y3，z3)； 步骤S5 :通过坐标平移变换，可以得到第一靶球的球心、第二靶球的球心和接触 式传感器的测头的球心三者之间的相对空间位置坐标关系。 本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术采用点源显微镜测量摆臂式轮廓仪 测头系统空间位置坐标关系方法，利用点源显微镜可以找到球体球心和多功能测量显微镜 实现X、Y和Z三个方向的精确定位移动，准确测量出测头系统中第一靶球的球心、第二靶 球的球心和接触式传感器的测头的球心三者之间的空间位置坐标。该种测量方法的精度较 高，同时可以方便快捷的实现。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术测量摆臂式轮廓仪测头系统空间位置关系的装置的结构示意图。 图2是本专利技术测量摆臂式轮廓仪测头系统空间位置关系的方法流程图。 图3是摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本专利技术进一步详细说明。 如图1所示，摆臂式轮廓仪测头系统空间位置关系的装置的结构包括：摆臂式轮 廓仪测头系统支撑架1、摆臂式轮廓仪测头系统、多功能测量显微镜、点源显微镜连接板5、 计算机7、点源显微镜8和大理石台面10组成，摆臂式轮廓仪测头系统包括接触式传感器夹 具2、接触式传感器3、第一靶球11和第二靶球12，多功能测量显微镜包括多功能测量显微 镜立柱头4、多功能测量显微镜立柱6和多功能测量显微镜工作台面9，其中： 接触式传感器3通过接触式传感器夹具2上的通孔安装夹紧，第一靶球11、第二靶 球12靠磁力吸附于接触式传感器夹具2上； 多功能测量显微镜工作台面9通过X和Y两方向导轨安装于大理石台面10上，多 功能测量显微镜立柱6固定安装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种摆臂式轮廓仪测头系统空间位置坐标关系的测量装置，其特征在于：由摆臂式轮廓仪测头系统支撑架、摆臂式轮廓仪测头系统、多功能测量显微镜、点源显微镜连接板、计算机、点源显微镜和大理石台面组成，摆臂式轮廓仪测头系统包括接触式传感器夹具、接触式传感器、第一靶球和第二靶球，多功能测量显微镜包括多功能测量显微镜立柱头、多功能测量显微镜立柱和多功能测量显微镜工作台面，其中：接触式传感器通过接触式传感器夹具上的通孔安装夹紧，第一靶球、第二靶球靠磁力吸附于接触式传感器夹具上；多功能测量显微镜工作台面通过X和Y两方向导轨安装于大理石台面上，多功能测量显微镜立柱固定安装于大理石台面上，多功能测量显微镜立柱头通过Z方向导轨安装于多功能测量显微镜立柱上；摆臂式轮廓仪测头系统支撑架下端面固定安装在多功能测量显微镜工作台面上，上端面与接触式传感器夹具下端面通过安装孔固定安装；点源显微镜连接板上部分通过安装孔与多功能测量显微镜立柱头固定安装，下部分通过安装孔与点源显微镜固定安装；多功能测量显微镜工作台面通过X、Y方向导轨移动，同时带动摆臂式轮廓仪测头系统实现X、Y方向的移动；多功能测量显微镜立柱头通过Z方向导轨移动，同时带动点源显微镜实现Z方向的移动；控制X、Y和Z三个方向的移动，分别使第一靶球、第二靶球和接触式传感器的测头通过点源显微镜CCD成像并且在计算机显示屏上显示对应光斑最小，此时多功能测量显微镜的坐标即是第一靶球的球心、第二靶球的球心和接触式传感器的测头的球心对应测量的空间位置坐标；计算机通过数据采集线与点源显微镜相连，将点源显微镜CCD上所成像通过计算机窗口显示。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，曹学东，景洪伟，匡龙，杨杰，高明星，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
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