光斑外接圆测试工装及测试方法技术

本发明专利技术涉及光斑测试技术领域，具体而言，涉及一种光斑外接圆测试工装及测试方法。光斑外接圆测试工装包括底座、线性位移台、角度位移台、光束质量分析仪和读数头安装架；线性位移台和读数头安装架均安装于底座，角度位移台安装于线性位移台的移动部，光束质量分析仪安装于角度位移台的旋转部，读数头安装架用于安装读数头，光束质量分析仪的接收面与读数头的发光端相对设置；移动部至少能够沿Y轴移动，旋转部能够绕X轴和Y轴转动，X轴与读数头俯仰运动的轴线平行，Y轴垂直于光束质量分析仪的接收面。测试方法应用于上述光斑外接圆测试工装。本发明专利技术提供的光斑外接圆测试工装及测试方法，可获得读数头在真实工况下发出的两个光斑的外接圆直径。的外接圆直径。的外接圆直径。

【技术实现步骤摘要】
光斑外接圆测试工装及测试方法


[0001]本专利技术涉及光斑测试
，具体而言，涉及一种光斑外接圆测试工装及测试方法。

技术介绍

[0002]在平面光栅测量系统中，工件台读数头部件是干涉测量模块中产生测量信号的部件。
[0003]读数头产生的光斑的外接圆直径可以有效地反映出读数头的光学特性，为后续产品的维护，优化提供重要的保障；此外，在平面光栅的切换区域，工件台读数头光斑外接圆直径必须大于切换点的间距，否则会导致切换误差过大，影响测量系统的测量精度；读头光斑外接圆的直径指标还会直接影响光栅的有效工作面积，如果因为光斑过大导致对光栅有效工作面积的需求增大，则会导致光栅制造成本的大幅上涨；读数头光斑外接圆过大的第二个弊端就是无法检测到比光斑外接圆直径小的表面瑕疵和庇病，这会影响后续的测试精度，因此，测量读数头光斑外接圆的直径尺寸是十分有必要的。然而，现有技术中不存在能够测量读数头光斑外接圆的直径尺寸的工装，导致后续维护不便、测量系统的测量精度难以保证、光栅制造成本不可控。
[0004]综上，如何对读数头产生的光斑的外接圆进行测试是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种光斑外接圆测试工装及测试方法，以缓解现有技术中无法对读数头产生的光斑的外接圆进行测试的技术问题。
[0006]本专利技术提供的光斑外接圆测试工装，包括底座、线性位移台、角度位移台、光束质量分析仪和读数头安装架。
[0007]所述线性位移台和所述读数头安装架均安装于所述底座，所述角度位移台安装于所述线性位移台的移动部，所述光束质量分析仪安装于所述角度位移台的旋转部，所述读数头安装架用于安装读数头，所述光束质量分析仪的接收面与读数头的发光端相对设置。
[0008]所述移动部至少能够沿Y轴移动，所述旋转部能够绕X轴和所述Y轴转动，所述X轴与读数头俯仰运动的轴线平行，所述Y轴垂直于所述光束质量分析仪的接收面。
[0009]优选地，作为一种可实施方式，所述移动部还能够沿所述X轴移动；和/或，所述移动部还能够沿Z轴移动，所述Z轴垂直于所述X轴和所述Y轴。
[0010]优选地，作为一种可实施方式，所述光斑外接圆测试工装还包括转台，所述转台安装于所述底座，所述读数头安装架安装于所述转台的顶部，所述转台能够绕Z
’
轴转动，所述Z
’
轴垂直于所述X轴和所述Y轴。
[0011]优选地，作为一种可实施方式，所述底座上可拆卸连接有第一限位件，所述第一限位件用于在所述Y轴方向上限制所述移动部的位置及所述角度位移台的安装位置；
[0012]和/或，所述底座上固定有第二限位件，所述第二限位件用于在所述Y轴方向上限制所述读数头安装架的安装位置。
[0013]优选地，作为一种可实施方式，所述底座上固定有第三限位件，所述移动部上固定连接有第四限位件，所述第三限位件与所述第四限位件配合，用于在Y轴方向上限制所述移动部的最大行程；
[0014]和/或，所述底座上固定有第五限位件和第六限位件，所述第五限位件和所述第六限位件分别位于所述线性位移台的两侧，用于在所述X轴方向上限制所述移动部的最大行程。
[0015]优选地，作为一种可实施方式，所述读数头安装位为两个，两个所述读数头安装位沿所述X轴间隔设置，两个所述读数头安装位分别用于安装左出光读数头和右出光读数头。
[0016]优选地，作为一种可实施方式，所述线性位移台具有用于调节线性位移的手轮或电机；和/或，所述角度位移台具有用于调节旋转角度的手轮或电机。
[0017]优选地，作为一种可实施方式，所述光束质量分析仪通过垫块安装于所述旋转部。
[0018]本专利技术提供的测试方法，应用与上述光斑外接圆测试工装，所述测试方法包括：
[0019]光束质量分析仪接收读数头发出的两个光斑，使两个光斑均呈现在显示屏上；
[0020]调节线性位移台和角度位移台，以将读数头相对光束质量分析仪的位姿调整到测试状态，获取当前图像，依次获取两个光斑中心的二维坐标值(X1，Y1)和(X2，Y2)，并根据两个光斑中心的二维坐标值，计算出得到两个光斑的外接圆直径；
[0021]将计算得到的两个光斑的外接圆直径与理想值进行比对，若两个光斑的外接圆直径与理想值的差值在预设范围之内，则判断为读数头合格；若两个光斑的外接圆直径与理想值的差值超出了预设范围，则判断为读数头不合格。
[0022]优选地，作为一种可实施方式，在所述光束质量分析仪接收读数头发出的两个光斑的步骤，与所述将读数头相对光束质量分析仪的位姿调整到测试状态的步骤之间，还包括：
[0023]判断两个光斑的中心是否均与显示屏的中心重合，若两个光斑的中心偏离显示屏的中心，则操作线性位移台和/或角度位移台，使两个光斑的中心均与显示屏的中心重合；若两个光斑的中心与显示屏的中心重合，则判断为读数头与光束质量分析仪的相对位姿合格，无需调节。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0025]本专利技术提供的光斑外接圆测试工装，能够将读数头固定到发光端与光束质量分析仪的接收面相对的位置，从而，光束质量分析仪能够接收到读数头发出的光斑，进而，实现对光斑外接圆的测试。
[0026]此外，线性位移台和角度位移台能够调整光束质量分析仪相对读数头的位置及姿态，当操作线性位移台，使得移动部沿Y轴移动时，安装于移动部上的角度位移台整体会随移动部沿Y轴同步移动，进而，安装于旋转部上的光束质量分析仪也会随移动部沿Y轴同步移动，因Y轴垂直于光束质量分析仪的接收面，且读数头的发光端与光束质量分析仪的接收面相对，故在此过程中，光束质量分析仪会靠近或远离读数头，相当于实现了读数头相对光束质量分析仪的距离调节；当操作角度位移台，使得旋转部绕X轴和Y轴转动时，安装于旋转部上的光束质量分析仪会随旋转部绕X轴和Y轴同步转动，因X轴与读数头俯仰运动的轴线
平行，Y轴垂直于光束质量分析仪的接收面，且读数头的发光端与光束质量分析仪的接收面相对，故在此过程中，光束质量分析仪相对读数头的姿态会发生变化，相当于实现了读数头相对光束质量分析仪的姿态调节。
[0027]因此，本专利技术提供的光斑外接圆测试工装，能够通过调整读数头相对光束质量分析仪的位姿，模拟工件台上的读数头相对整机框架上的平面光栅模块的位姿变化，从而，可获得读数头在真实工况下发出的两个光斑的外接圆直径，后续维护更加方便，此外，还可通过获得的外接圆直径，判断被测读数头是否合格，以筛选出合格的读数头，进而，保证测量系统的测量精度，并将光栅制造成本控制在合理范围。
[0028]本专利技术提供的测试方法，应用上述光斑外接圆测试工装，利用获取到的读数头发出的两个光斑的二维坐标值以及光斑直径，计算出两个光斑的外接圆直径，并通过将计算得到的外接圆直径与理想值进行比对，判断读数头是否合格。
[0029]因此，本专利技术提供的测试方法，能够得到读数头发出的两个光斑的外接圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光斑外接圆测试工装，其特征在于，包括底座(100)、线性位移台(200)、角度位移台(300)、光束质量分析仪(400)和读数头安装架(500)；所述线性位移台(200)和所述读数头安装架(500)均安装于所述底座(100)，所述角度位移台(300)安装于所述线性位移台(200)的移动部(210)，所述光束质量分析仪(400)安装于所述角度位移台(300)的旋转部(310)，所述读数头安装架(500)用于安装读数头(600)，所述光束质量分析仪(400)的接收面与读数头(600)的发光端相对设置；所述移动部(210)至少能够沿Y轴移动，所述旋转部(310)能够绕X轴和所述Y轴转动，所述X轴与读数头(600)俯仰运动的轴线平行，所述Y轴垂直于所述光束质量分析仪(400)的接收面。2.根据权利要求1所述的光斑外接圆测试工装，其特征在于，所述移动部(210)还能够沿所述X轴移动；和/或，所述移动部(210)还能够沿Z轴移动，所述Z轴垂直于所述X轴和所述Y轴。3.根据权利要求1所述的光斑外接圆测试工装，其特征在于，所述光斑外接圆测试工装还包括转台(700)，所述转台(700)安装于所述底座(100)，所述读数头安装架(500)安装于所述转台(700)的顶部，所述转台(700)能够绕Z
’
轴转动，所述Z
’
轴垂直于所述X轴和所述Y轴。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的光斑外接圆测试工装，其特征在于，所述底座(100)上可拆卸连接有第一限位件(110)，所述第一限位件(110)用于在所述Y轴方向上限制所述移动部(210)的位置及所述角度位移台(300)的安装位置；和/或，所述底座(100)上固定有第二限位件(120)，所述第二限位件(120)用于在所述Y轴方向上限制所述读数头安装架(500)的安装位置。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的光斑外接圆测试工装，其特征在于，所述底座(100)上固定有第三限位件(130)，所述移动部(210)上固定连接有第四限位件(211)，所述第三限位件(130)与所述第四限位件(211)配合，用于在Y轴方向上限制所述移动部(210)的最大行程；和/或，所述底座(100)上固定有第五限位件(140)和第六...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嘉铭，高立冬，邵禹韬，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：