一种超光滑镜片疵病检测装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超光滑镜片疵病检测装置，包括底座及活动设置在底座上的高精度X轴导轨和高精度Y轴导轨，高精度Y轴导轨上固定设置有载物台，底座上通过连接装置固定设置有位于载物台上方的固定横杆，固定横杆上固定设置有面向载物台的圆形托盘，圆形托盘上设置有多台与计算机相连接的显微镜，圆形托盘上还固定设置有激光器固定架，激光器固定架上设置有光轴与竖直方向呈一定夹角的激光器；本发明专利技术还公开了一种超光滑镜片疵病检测方法；本发明专利技术能有效观察超光滑镜片与实际工作环境一致时所表现出的表面疵病，提前挑选利于激光陀螺工作的镜片，提高激光陀螺总装的成品率；本发明专利技术的装置结构稳定，能快速高效的完成检测。

【技术实现步骤摘要】
一种超光滑镜片疵病检测装置及其方法
本专利技术属于超光滑光学元件表面疵病检测
，具体涉及一种超光滑镜片疵病检测装置及其方法，适用于激光陀螺反射镜片超光滑抛光后的检测。
技术介绍
国内外对于光学零件表面疵病的检测，采用的方式通常为目视法、高通滤波成像法、低通滤波成像法、自适应滤波成像法、角谱分析法等。但其中大多数方法只是原理性方案，往往局限于视场受限、难以定量等技术障碍而无法建立高效、自动化的检测分析设备。目前，随着显微测量法的发展，近年来发展起来的高精度疵病检测方法有激光频谱法、相干滤波成像法、暗场成像法等，这些检测方法可以达到较高的检测精度，测量效果较好。但是，由于激光陀螺反射镜在真空的氦氖激光中工作，且整体均处在高频抖动中，若仅仅使用传统意义上疵病检测手段检测零件，会使得零件在正式使用环境下将新的疵病显现出来，致使影响陀螺性能与精度。
技术实现思路
本专利技术针对现有光学元件表面疵病检测方法对激光陀螺反射镜超光滑抛光后检测时会出现不能充分模拟工作环境、检测效率低下且易由于检测人员疲劳产生检测误判漏判等问题，设计一种激光光源多方向超光滑镜片疵病检测装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超光滑镜片疵病检测装置，包括设置在水平方向上的底座，所述的底座上设置有沿X轴方向作直线运动的高精度X轴导轨，所述的高精度X轴导轨上设置有沿Y轴方向相对高精度X轴导轨作直线运动的高精度Y轴导轨，所述的高精度X轴导轨和高精度Y轴导轨上分别设置有与计算机相连接的X轴步进电机和Y轴步进电机，所述的高精度Y轴导轨上固定设置有载物台。所述的底座上还通过连接装置水平固定设置有位于载物台上方的固定横杆，所述的固定横杆上通过圆盘固定杆固定设置有面向载物台的圆形托盘，所述的圆形托盘上设置有多台光轴与竖直方向呈一定夹角的显微镜，每一台所述的显微镜分别与计算机相连接，所述的圆形托盘上还固定设置有激光器固定架，所述的激光器固定架上设置有光轴与竖直方向呈一定夹角的激光器；多个所述的显微镜的物方焦点均与激光器的出射光、待检零件被测表面相交于同一点。所述的激光器的出射光波长为632.8nm，其出射光光斑大小为φ0.2mm~φ2mm，所述的激光器的光轴与竖直方向呈40°~50°的夹角。多台所述的显微镜包括同轴设置在圆形托盘圆心上的单台显微镜，还包括均匀设置在圆形托盘同心圆上其光轴与竖直方向呈10°~25°夹角的至少8台显微镜。所述的显微镜采用高分辨率低照度显微镜，放大倍率大于等于20倍。所述的连接装置包括固定设置在底座上的转接座，所述的转接座上沿水平方向固定设置有支撑横杆，所述的支撑横杆上沿竖直方向固定设置有支撑纵杆，所述的支撑纵杆上通过调节装置固定设置有固定横杆，所述的调节装置包括锁紧套筒和锁紧螺母。所述的载物台的表面上设置有黑色哑光漆。本专利技术还公开了基于上述超光滑镜片疵病检测装置的检测方法，包括以下步骤：a)将待检零件被测表面朝上置于载物台中央，调节激光器的角度，使其出射光斑照射在待检零件被测表面上；b)调节各显微镜焦距和角度，使其聚焦在待检零件被测表面上；c)通过计算机控制X轴步进电机和Y轴步进电机移动待检零件的位置，以特定路径移动零件，完成各子孔径区域的采样，子孔径单次采样区域取待检零件被测表面上的激光照射光斑范围；d)通过计算机分别对每台显微镜采集到的信息进行单独处理，完成每个方向的子孔径拼接；e)综合分析、对比各方向的检测结果，挑选出各方向均无疵病的区域进行标记使用。本专利技术的有益效果是：1）本专利技术的装置通过波长为632.8nm的激光器以光轴与竖直方向呈40°~50°的夹角照射零件，有效观察镜片与实际工作光源一致时所表现的表面疵病，提前挑选利于激光陀螺工作的镜片，提高激光陀螺总装的成品率。2）本专利技术的装置上设置有多台位于圆形托盘上的其光轴与竖直方向呈一定夹角的显微镜，计算机通过对不同方向的每台显微镜采集到的信息进行单独处理，完成每个方向的子孔径拼接，模拟实际使用中因高频抖动使入射光从不同方向入射到镜片同一点时疵病形态的差别，有效避免不同方向的检测结果不同带来的漏检问题。3）本专利技术装置上的各部件最终均与底座连接为一体，有效避免因单个部件的移动需对装置进行重新装调的问题，系统稳定，减少检验人员的操作时间。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的圆形显微镜托盘上显微镜分布的俯视图；图3是本专利技术的圆形显微镜托盘上显微镜分布的剖面图。各附图标记为：1—底座，2—X轴步进电机，3—高精度X轴导轨，4—高精度Y轴导轨，5—Y轴步进电机，6—载物台，7—转接座，8—支撑横杆，9—支撑纵杆，10—锁紧套筒，11—锁紧螺母，12—固定横杆，13—圆盘固定杆，14—圆形托盘，15—显微镜，16—激光器固定架，17—激光器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参照图1至图3所示，本专利技术公开了一种超光滑镜片疵病检测装置，包括设置在水平方向上的底座1，所述的底座1上设置有沿X轴方向作直线运动的高精度X轴导轨3，所述的高精度X轴导轨3上设置有沿Y轴方向相对高精度X轴导轨3作直线运动的高精度Y轴导轨4，所述的高精度Y轴导轨4上固定设置有载物台6，所述的载物台6的表面上设置有黑色哑光漆。所述的高精度X轴导轨3和高精度Y轴导轨4上分别设置有与计算机相连接的X轴步进电机2和Y轴步进电机5，通过高精度X轴导轨3和高精度Y轴导轨4的精确移动实现对待检零件被测表面的全孔径扫描检测。所述的底座1上还固定设置有转接座7，所述的转接座7上沿水平方向固定设置有支撑横杆8，所述的支撑横杆8上沿竖直方向固定设置有支撑纵杆9，所述的支撑纵杆9上通过锁紧套筒10和锁紧螺母11固定设置有固定横杆12，所述的固定横杆12上通过圆盘固定杆13固定设置有面向载物台6的圆形托盘14，所述的圆形托盘14通过锁紧套筒10和锁紧螺母11沿着支撑纵杆9升高或降低，调节其相对于载物台6的距离。所述的圆形托盘14通过其上的激光器固定架预留孔固定设置有激光器固定架16，所述的激光器固定架16上设置有光轴与竖直方向呈40°~50°夹角的激光器17，使激光器17的出射光斑照射于载物台6上的待检零件被测表面。所述的激光器17的出射光波长为632.8nm，其出射光光斑大小为φ0.2mm~φ2mm，装置子孔径单次采样区域取待检零件被测表面上的激光照射光斑范围。所述的圆形托盘14上还设置有多台显微镜15，所述的圆形托盘14的圆心上通过第一显微镜预留孔同轴设置有单台显微镜15，所述的圆形托盘14的同心圆上通过均匀设置的第二显微镜预留孔设置有至少8台显微镜15，设置在圆形托盘14的同心圆上的显微镜15的光轴与竖直方向呈10°~25°夹角。多个所述的显微镜15的物方焦点均与激光器17的出射光、待检零件被测表面相交于同一点。所述的显微镜15采用高分辨率低照度显微镜，放大倍率大于等于20倍。每一台所述的显微镜15分别与计算机相连接，所述的显微镜15采样图像分别单独分析处理。本专利技术还公开了一种超光滑镜片疵病检测装置的检测方法，包括以下步骤：a)将待检零件被测表面朝上置于载物台6中央，调节激光器17的角度，使其出射光斑照射在待检零件被测表面上；b)调节各显微镜15焦距和角度，使其聚焦在待检零件被测表面上；c)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超光滑镜片疵病检测装置，其特征在于：包括设置在水平方向上的底座（1），所述的底座（1）上设置有沿X轴方向作直线运动的高精度X轴导轨（3），所述的高精度X轴导轨（3）上设置有沿Y轴方向相对高精度X轴导轨（3）作直线运动的高精度Y轴导轨（4），所述的高精度X轴导轨（3）和高精度Y轴导轨（4）上分别设置有与计算机相连接的X轴步进电机（2）和Y轴步进电机（5），所述的高精度Y轴导轨（4）上固定设置有载物台（6）；所述的底座（1）上还通过连接装置水平固定设置有位于载物台（6）上方的固定横杆（12），所述的固定横杆（12）上通过圆盘固定杆（13）固定设置有面向载物台（6）的圆形托盘（14），所述的圆形托盘（14）上设置有多台光轴与竖直方向呈一定夹角的显微镜（15），每一台所述的显微镜（15）分别与计算机相连接，所述的圆形托盘（14）上还固定设置有激光器固定架（16），所述的激光器固定架（16）上设置有光轴与竖直方向呈一定夹角的激光器（17）；多个所述的显微镜（15）的物方焦点均与激光器（17）的出射光、待检零件被测表面相交于同一点。

【技术特征摘要】
1.一种超光滑镜片疵病检测装置，其特征在于：包括设置在水平方向上的底座（1），所述的底座（1）上设置有沿X轴方向作直线运动的高精度X轴导轨（3），所述的高精度X轴导轨（3）上设置有沿Y轴方向相对高精度X轴导轨（3）作直线运动的高精度Y轴导轨（4），所述的高精度X轴导轨（3）和高精度Y轴导轨（4）上分别设置有与计算机相连接的X轴步进电机（2）和Y轴步进电机（5），所述的高精度Y轴导轨（4）上固定设置有载物台（6）；所述的底座（1）上还通过连接装置水平固定设置有位于载物台（6）上方的固定横杆（12），所述的固定横杆（12）上通过圆盘固定杆（13）固定设置有面向载物台（6）的圆形托盘（14），所述的圆形托盘（14）上设置有多台光轴与竖直方向呈一定夹角的显微镜（15），每一台所述的显微镜（15）分别与计算机相连接，所述的圆形托盘（14）上还固定设置有激光器固定架（16），所述的激光器固定架（16）上设置有光轴与竖直方向呈一定夹角的激光器（17）；多个所述的显微镜（15）的物方焦点均与激光器（17）的出射光、待检零件被测表面相交于同一点。2.根据权利要求1所述的一种超光滑镜片疵病检测装置，其特征在于，所述的激光器（17）的出射光波长为632.8nm，其出射光光斑大小为φ0.2~φ2，所述的激光器（17）的光轴与竖直方向呈40°~50°的夹角。3.根据权利要求2所述的一种超光滑镜片疵病检测装置，其特征在于，多台所述的显微镜（15）包括同轴设置在圆形托盘（14）圆心上的单台显微镜（15），还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玄洋，王鹏，刘军汉，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42