【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及面向精密超精密机床的单测头光学曲面在位测量方法，属于光学曲面测量
技术介绍
随着科技的发展，光学镜面在国防、工业、民用等各个领域都发挥着重要的作用。其中，光学非球面镜具有质量高，成本低，结构更紧凑，成像更清晰等优点，广泛地应用在光学领域。然而由于非球面镜面形较为复杂，制造高精度的非球面镜较为困难，所以需要补偿来消除加工误差对工件面形的影响。传统制造过程中，为确定非球面加工的面形误差，需要先将工件取下，在测量装置上测量后重新装夹，这会引入装夹误差，不能很好地补偿非球面的面形误差，很难得到高精度的非球面镜。在位检测可以很好地克服这个缺点，在位测量出工件的面形误差后，可以在位补偿该误差，从而使工件得到很高的面形精度。然而对于在位检测而言，由于在位测量时会引入导轨误差，测得的工件面形也会不准确。现今光学镜面的面形误差可以达到0.1～10um，而精密、超精密机床的导轨直线度误差也可达到0.1～10um，两项误差相互耦合使得在位检测的工件面形精度下降，严重影响后续的补偿加工，甚至会破坏工件面形。误差分离测量方法可以有效地分离工件面形与导轨直线度误差，然而传统的误差分离测量方法用多个测头同时测量，采样间隔大，一般在1mm以上，不适于测量通常在100mm以下的光学元件。同时，由于误差分离测量方法多用于测量平面工件，对于表面起伏较大的光学镜面而言，尚缺一种成熟测量方法。因此，对于精密、超精密机床的在位检测，...
【技术保护点】
一种面向精密超精密机床的单测头光学曲面在位测量方法，它通过直线滑台(1)和位移传感器(2)实现，其特征在于，将直线滑台(1)安装在精密或超精密机床的Z轴导轨(3)上，并使直线滑台(1)能够沿平行于X轴导轨的方向移动，所述Z轴导轨(3)与机床主轴的轴向平行，X轴导轨的方向为水平面内与Z轴导轨(3)相垂直的方向；位移传感器(2)安装在直线滑台(1)上，位移传感器(2)的测量方向平行于Z轴导轨(3)方向；测量过程为：使直线滑台(1)在Z轴导轨(3)方向的位置固定，使安装于机床主轴上的光学曲面沿X轴导轨的方向移动，在光学曲面的移动过程中，通过位移传感器(2)沿X轴导轨方向测量光学曲面面形；重复N‑1次上述测量过程，每一次测量前，使直线滑台(1)沿X轴导轨的方向移动预定位移，所述预定位移为微米至毫米量级，使位移传感器(2)每一次测量的起点与终点相同，并且每一次光学曲面的移动速度及位移传感器(2)的采样频率均相同，最终获得N个光学曲面面形测量数据；N为大于1的自然数；将测得的N个光学曲面面形测量数据采用误差分离方法进行分离，获得光学曲面的真实面形误差与机床的直线度误差。
【技术特征摘要】
1.一种面向精密超精密机床的单测头光学曲面在位测量方法，它通过直线滑台(1)
和位移传感器(2)实现，其特征在于，
将直线滑台(1)安装在精密或超精密机床的Z轴导轨(3)上，并使直线滑台(1)能
够沿平行于X轴导轨的方向移动，所述Z轴导轨(3)与机床主轴的轴向平行，X轴导轨
的方向为水平面内与Z轴导轨(3)相垂直的方向；
位移传感器(2)安装在直线滑台(1)上，位移传感器(2)的测量方向平行于Z轴导
轨(3)方向；
测量过程为：使直线滑台(1)在Z轴导轨(3)方向的位置固定，使安装于机床主轴
上的光学曲面沿X轴导轨的方向移动，在光学曲面的移动过程中，通过位移传感器(2)
沿X轴导轨方向测量光学曲面面形；
重复N-1次上述测量过程，每一次测量前，使直线滑台(1)沿X轴导轨的方向移动
预定位移，所述预定位移为微米至毫米量级，使位移传感器(2)每一次测量的起点与终点
相同，并且每一次光学曲面的移动速度及位移传感器(2)的采样频率均相同，最终获得N
个光学曲面面形测量数据；N为大于1的自然数；
将测得的N个光学曲面面形测量数据采用误差分离方法进行分离，获得光学曲面的真
实面形误差与机床的直线度误差。
2.根据权利要求1所述的面向精密超精密机床的单测头光学曲面在位测量方法，其特
征在于，所述直线滑台(1)为手动滑台或自动滑台，滑台的导轨结构为气浮式导轨、液浮
式导轨、滑动式导轨或滚动式导轨。
3.根据权利要求1或2所述的面向精密超精密机床的单测头光学曲面在位测量方法，
其特征在于，位移传感器(2)为接触式传感器或非接触式传感器，接触式传感器结构为气
浮式。
4.一种面向精密超精密机床的单测头光学曲面在位测量方法，它通过直线滑台(1)
和位移传感器(2)实现，其特征在于，
将直线滑台(1)安装在精密或超精密机床的Z轴导轨(3)上，并使直线滑台(1)能
够沿平行于X轴导轨的方向移动，所述Z轴导轨(3)与机床主轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵清亮，符兴宇，郭兵，饶志敏，潘永成，杨冰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。