一种矩阵式轮廓测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及精密测量领域，具体提供一种矩阵式轮廓测量方法及装置，包括高刚度台面、集成数据处理器、多个干涉测头以及数据分析处理系统，所述多个干涉测头形成矩阵式排布，在使用时，利用标准平面或标准球面对所述矩阵式轮廓测量装置进行标定，以获取初始位置读数，将所述矩阵式轮廓测量装置放置在被检表面，所述干涉测头基于被检表面的轮廓产生伸缩运动，产生条纹移动示数；利用多个所述干涉测头的条纹移动示数计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据，可以通过一次测量实现大量点阵测量，对于小型元件可以一次完成全孔径测量，对于大型元件可以通过少量测量次数拼接测量完成，能够大大提高复杂形貌元件的测量速度。大提高复杂形貌元件的测量速度。大提高复杂形貌元件的测量速度。

【技术实现步骤摘要】
一种矩阵式轮廓测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及精密测量
，特别涉及一种矩阵式轮廓测量方法及装置。

技术介绍

[0002]非球面、自由曲面等复杂曲面制造过程中的主要测量技术手段包括研磨、粗抛光阶段的接触式轮廓测量，精密抛光阶段的补偿干涉测量等。一般来说，在研磨粗抛阶段，优于需要反复迭代收敛，往往要求较快的测量速度和相对较高的效率，但是现有的测量方法包括三座标测量机、摆臂轮廓仪等逐点扫描测量技术耗时较长，往往不能满足于大批量快速生产需求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例中提供一种矩阵式轮廓测量方法及装置。
[0004]第一方面，本专利技术实施例中提供一种矩阵式轮廓测量装置，包括高刚度台面、集成数据处理器、多个干涉测头以及数据分析处理系统，所述多个干涉测头形成矩阵式排布，其中，所述高刚度台面，用于安装所述集成数据处理器和所述干涉测头；所述集成数据处理器，用于通过光纤引入干涉用光，接收、解析和计数基于所述干涉用光产生的干涉条纹；所述干涉测头，包括标准平面镜、接触式测头、以及与所述接触式测头固定连接的角锥棱镜，通过所述标准平面镜的下表面反射光和所述接触式测头上端的角锥棱镜的角锥反射光干涉形成干涉条纹，所述接触式测头在接触被检表面后产生上下伸缩运动，形成条纹移动示数；所述数据分析处理系统，用于所述多个干涉测头的条纹移动示数进行分析计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据。
[0005]作为一种可选的方案，所述接触式测头包括测杆、设置在所述测杆顶端的红宝石测头。/>[0006]作为一种可选的方案，所述高刚度台面上沿竖直方向设有多个安装所述干涉测头的定位孔，所述测杆容纳在所述定位孔内，所述测杆上设有弹簧组件，在所述弹簧组件的弹力作用下所述测杆可在所述定位孔内做伸缩运动。
[0007]作为一种可选的方案，所述高刚度台面采用碳化硅材料制成。
[0008]作为一种可选的方案，所述多个干涉测头采用9
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9的矩阵式排布。
[0009]第二方面，本专利技术实施例中提供一种矩阵式轮廓测量方法，应用于上述的矩阵式轮廓测量装置，包括：利用标准平面或标准球面对所述矩阵式轮廓测量装置进行标定，以获取初始位置读数；将所述矩阵式轮廓测量装置放置在被检表面，所述干涉测头基于被检表面的轮廓
产生伸缩运动，产生条纹移动示数；利用多个所述干涉测头的条纹移动示数计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据。
[0010]作为一种可选的方案，所述利用标准平面或标准球面对所述矩阵式轮廓测量装置进行标定，以获取初始位置读数，包括：将所述矩阵式轮廓测量装置安放在标准平面或标准球面上，记录当前的干涉条纹示数；所述矩阵式轮廓测量装置抬起过程中，干涉条纹产生运动，对所述干涉条纹产生或消失根数进行计数，基于所述计数确定初始位置读数。
[0011]本专利技术实施例中提供的矩阵式轮廓测量装置及方法，所述装置包括高刚度台面、集成数据处理器、多个干涉测头以及数据分析处理系统，所述多个干涉测头形成矩阵式排布，其中，所述高刚度台面，用于安装所述集成数据处理器和所述干涉测头；所述集成数据处理器，用于通过光纤引入干涉用光，接收、解析和计数基于所述干涉用光产生的干涉条纹；所述干涉测头，包括标准平面镜、接触式测头、以及与所述接触式测头固定连接的角锥棱镜，通过所述标准平面镜的下表面反射光和所述接触式测头上端的角锥棱镜的角锥反射光干涉形成干涉条纹，所述接触式测头在接触被检表面后产生上下伸缩运动，形成条纹移动示数；所述数据分析处理系统，用于所述多个干涉测头的条纹移动示数进行分析计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据。在使用时，利用标准平面或标准球面对所述矩阵式轮廓测量装置进行标定，以获取初始位置读数，将所述矩阵式轮廓测量装置放置在被检表面，所述干涉测头基于被检表面的轮廓产生伸缩运动，产生条纹移动示数；利用多个所述干涉测头的条纹移动示数计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据，可以通过一次测量实现大量点阵测量，对于小型元件可以一次完成全孔径测量，对于大型元件可以通过少量测量次数拼接测量完成，能够大大提高复杂形貌元件的测量速度。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例中提供的矩阵式轮廓测量装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的矩阵式轮廓测量装置中干涉测头的结构示意图；图3为本专利技术实施例中提供的矩阵式轮廓测量方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例中提供的矩阵式轮廓测量方法中初始标定的示意图；图5为本专利技术实施例中提供的矩阵式轮廓测量方法中大口径拼接的示意图。
[0013]附图标记：高刚度台面1、集成数据处理器2、干涉测头3、干涉用光4、标准平面镜31、角锥棱镜32、测杆33、红宝石测头34。
具体实施方式
[0014]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0015]本专利技术的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区
别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0016]结合图1和图2所示，本专利技术实施例中提供一种矩阵式轮廓测量装置，包括高刚度台面1、集成数据处理器2、多个干涉测头3以及数据分析处理系统（图中未示出），所述多个干涉测头3形成矩阵式排布，其中，所述高刚度台面1，用于安装所述集成数据处理器2和所述干涉测头3；所述集成数据处理器2，用于通过光纤引入干涉用光4，接收、解析和计数基于所述干涉用光4产生的干涉条纹；所述干涉测头3，包括标准平面镜31、接触式测头、以及与所述接触式测头固定连接的角锥棱镜32，通过所述标准平面镜31的下表面反射光和所述接触式测头上端的角锥棱镜32的角锥反射光干涉形成干涉条纹，所述接触式测头在接触被检表面后产生上下伸缩运动，形成条纹移动示数；所述数据分析处理系统，用于所述多个干涉测头3的条纹移动示数进行分析计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据。
[0017]本专利技术实施例中提供的矩阵式轮廓测量装置使用时，利用标准平面或标准球面对所述矩阵式轮廓测量装置进行标定，以获取初始位置读数，将所述矩阵式轮廓测量装置放置在被检表面，所述干涉测头3基于被检表面的轮廓产生伸缩运动，产生条纹移动示数；利用多个所述干涉测头3的条纹移动示数计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据，可以通过一次测量实现大量点阵测量，对于小型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矩阵式轮廓测量装置，其特征在于，包括高刚度台面、集成数据处理器、多个干涉测头以及数据分析处理系统，所述多个干涉测头形成矩阵式排布，其中，所述高刚度台面，用于安装所述集成数据处理器和所述干涉测头；所述集成数据处理器，用于通过光纤引入干涉用光，接收、解析和计数基于所述干涉用光产生的干涉条纹；所述干涉测头，包括标准平面镜、接触式测头、以及与所述接触式测头固定连接的角锥棱镜，通过所述标准平面镜的下表面反射光和所述接触式测头上端的角锥棱镜的角锥反射光干涉形成干涉条纹，所述接触式测头在接触被检表面后产生上下伸缩运动，形成条纹移动示数；所述数据分析处理系统，用于所述多个干涉测头的条纹移动示数进行分析计算得到所述被检表面的轮廓形貌数据。2.根据权利要求1所述的矩阵式轮廓测量装置，其特征在于，所述接触式测头包括测杆、设置在所述测杆顶端的红宝石测头。3.根据权利要求1或2所述的矩阵式轮廓测量装置，其特征在于，所述高刚度台面上沿竖直方向设有多个安装所述干涉测头的定位孔，所述测杆容纳在所述定位孔内，所述测杆上设有弹簧组件，在所述弹簧组件的弹力作用下所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾雪锋，罗霄，张学军，薛栋林，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：