【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学元件面形精密测试领域，涉及光学元件面形检测，适用于光学元件研磨加工阶段的面形检测，具体涉及一种光学元件面形非接触式检测装置及方法。
技术介绍
1、在大口径光学元件在加工过程中，激光跟踪仪主要用于研磨、初抛光阶段的面形和曲率半径等参数的精密检测。在面形检测时，检测人员移动靶球在光学元件表面接触滑动扫描测量面形。该种检测方式主要存在以下缺陷不足：面形数据采样点稀疏，无法实现中高频面形数据测量；接触式滑动测量，存在划伤光学元件表面的风险；对测试人员检测经验和跟踪仪操作要求非常高；检测时间长，检测效率低。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，有效解决激光跟踪仪测量光学元件研磨加工阶段面形存在的不足，本专利技术提供一种光学元件面形非接触式检测装置及方法，实现光学元件面形在位非接触式检测。本专利技术主要用于光学元件研磨加工阶段面形非接触式检测，由光学加工机器人、光学测距传感器、激光跟踪仪、靶球、精密机械件、检测架组成。控制光学加工机器人按照预设规划轨迹运动，带动光学测距传感器随动实现对光学元件面形扫描，光学测距传感器测量与光学元件的距离变化数据，激光跟踪仪安装于检测架放置待测光学元件曲率半径中心点位置附近，测量靶球空间位置数据，靶球与光学测距传感器测量点之间的位置关系已知，通过数据同步采集与处理分析，可以得到光学元件面形数据结果。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种光学元件面形非接触式检测装置，包括光学加工机器人、光学测距传感
4、进一步地，所述的光学加工机器人至少具备6关节轴，执行末端实现x、y、z三维平移移动，且光学加工机器人的执行末端能够平移运动覆盖整个待测光学元件口径范围。
5、进一步地，所述光学测距传感器可为光谱共焦式传感器、激光测距传感器、三角法激光测距传感器、法珀光学传感器或白光干涉传感器，用于测量光学测距传感器与待测光学元件的距离变化数据。
6、进一步地，所述激光跟踪仪的测量半径范围≥40m，干涉测距精度为±0.5μm/m，断光续接测距精度为±10μm或者±0.7μm/m，坐标测量精度为±(10μm+5μm/m)。
7、进一步地，所述靶球选用1.5英寸空心式靶球，靶球的球心位于光学测距传感器的光轴上，靶球的球心与光学测距传感器的测量零位的距离为l，通过激光跟踪仪对靶球的空间位置进行测量。
8、本专利技术还提供一种光学元件元件面形非接触式检测方法，包括如下步骤：
9、步骤s1，依据待测光学元件的面形参数，生成覆盖待测光学元件的口径范围的光学加工机器人的执行末端的平移运动轨迹；
10、步骤s2，控制光学加工机器人的执行末端按照平移运动轨迹自动平移运动，带动光学测距传感器随动，实现扫描测量；
11、步骤s3，激光跟踪仪测量靶球的空间位置(xi,yi,zi)，光学测距传感器测量与待测光学元件的距离变化di；
12、步骤s4，进行数据处理，得到待测光学元件的表面扫描点坐标(xi,yi，zi+l+di)，进行面形拟合，计算分析得到待测光学元件的面形数据。
13、有益效果：
14、本专利技术采用光学测距传感器测量，检测精度高，同时可以实现非接触式测量，避免划伤光学元件表面；采用激光跟踪仪测量靶球空间位置数据，便于实现光学元件在位检测；通过自动化测量方式可以有效提高面形数据采样密度和检测效率，实现中高频面形数据测量。
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1.一种光学元件面形非接触式检测装置，其特征在于：包括光学加工机器人、光学测距传感器、激光跟踪仪、靶球、精密机械件、90度转接件、检测架；所述光学加工机器人安装于待测光学元件加工位置；所述靶球安装于精密机械件上端；所述激光跟踪仪通过90度转接件安装于检测架放置待测光学元件的曲率半径中心点位置；所述90度转接件安装于检测架上安装平面；所述检测架安装于待测光学元件附近；所述精密机械件安装于光学加工机器人的执行末端；所述光学测距传感器安装于精密机械件下端。
2.根据权利要求1所述的一种光学元件面形非接触式检测装置，其特征在于：所述的光学加工机器人至少具备6关节轴，执行末端实现X、Y、Z三维平移移动，且光学加工机器人的执行末端能够平移运动覆盖整个待测光学元件口径范围。
3.根据权利要求1所述的一种光学元件面形非接触式检测装置，其特征在于：所述光学测距传感器可为光谱共焦式传感器、激光测距传感器、三角法激光测距传感器、法珀光学传感器或白光干涉传感器，用于测量光学测距传感器与待测光学元件的距离变化数据。
4.根据权利要求1所述的一种光学元件面形非接触式检测装
5.根据权利要求1所述的一种光学元件面形非接触式检测装置，其特征在于：所述靶球选用1.5英寸空心式靶球，靶球的球心位于光学测距传感器的光轴上，靶球的球心与光学测距传感器的测量零位的距离为L，通过激光跟踪仪对靶球的空间位置进行测量。
6.根据权利要求1-5所述的一种光学元件元件面形非接触式检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种光学元件面形非接触式检测装置，其特征在于：包括光学加工机器人、光学测距传感器、激光跟踪仪、靶球、精密机械件、90度转接件、检测架；所述光学加工机器人安装于待测光学元件加工位置；所述靶球安装于精密机械件上端；所述激光跟踪仪通过90度转接件安装于检测架放置待测光学元件的曲率半径中心点位置；所述90度转接件安装于检测架上安装平面；所述检测架安装于待测光学元件附近；所述精密机械件安装于光学加工机器人的执行末端；所述光学测距传感器安装于精密机械件下端。
2.根据权利要求1所述的一种光学元件面形非接触式检测装置，其特征在于：所述的光学加工机器人至少具备6关节轴，执行末端实现x、y、z三维平移移动，且光学加工机器人的执行末端能够平移运动覆盖整个待测光学元件口径范围。
3.根据权利要求1所述的一种光学元件面形非接触式检测装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，李杰，
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：
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