[发明专利]直读式球面光学零件弧高及半径检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，是一种适用于球面光学对板、样板、透镜或者球面装夹模具的弧高及半径检测装置及其检测方法。

背景技术

曲率半径及弧高是光学零件加工以及确定其性能的关键参数，曲率半径的误差会影响透镜的焦距，进而还会影响到透镜的成像距离以及放大倍率。随着光学技术的不断发展，对光学零件的加工精度提出了更高的要求，对各项参数的加工控制更加严格。对于球面零件来说，如何精确控制它的曲率半径，也成为加工中经常需要解决的问题。

现有技术中，测量球面光学零件的曲率半径普遍采用测环式装置，它是由几组测环和一个长度测量系统组成，根据不同的测量范围，选用不同直径的测量环。长度测量系统的读数机构采用光学投影式结构，读数需要人工瞄准分辨读数。由于操作者眼睛分辨能力和视觉习惯的不同，因而不可避免地存在不同程度的读数误差，而且这种读数重复性差，甚至会严重影响透镜曲率半径测量值的准确性。其次，由于测量所得的读数只是一个中间量值，曲率半径值还需要通过人工计算才能得到，因而计算的准确率及检测效率都比较低。另外，这种装置中带动光学标尺移动的联动机构是采用重锤与细铜索通过滑轮传动的方式，而且这种设备结构装配位置特别紧凑，一旦传动机构出现故障，维修起来十分麻烦。

现有技术中还公开了一种变径式检测球面曲率半径的装置，它将测环式装置改为变径式，采用一组由3个定位爪按一定方式移动的结构取代了测量环，采用光栅尺检测。该结构不需要更换测量环就可以检测不同零件的曲率半径。但是，由于3个定位爪要按照一定的方式始终严格保持在一个固定圆心的圆周上，因而导致整体结构比较复杂，连动构件多，而且加工制作精度要求高，加之装置中采用步进电机驱动，因此造价也比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够适应大批量产品的自动化检测，而且结构简单、操作简便、性能可靠、检测效率高、造价低，并能够保证检测精度的直读式球面光学零件弧高及半径检测装置及其检测方法。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：该装置是由光栅检测机构，数据处理器、计算机和显示器组成，其中：光栅检测机构具有一个固定在底座上的筒体，筒体上端固装有支撑座，支撑座上装有可换测量定位盘，筒体内设置有光栅传感器，光栅传感器穿装在支撑座的中心部位，其上的测头端伸出支撑座外与测量定位盘上的被测工件接触，另一端通过牵引绳与筒体外的联动机构连接并连动，并通过信号传输线与数据处理器及计算机和显示器连接。

所述联动机构由牵引绳、导向滑轮组、绕绳轮及制动器组成，其中，牵引绳通过导向滑轮组固定缠绕在绕绳轮上，绕绳轮的一侧装有制动器。

所述绕绳轮可采用手摇转动，也可采用电动。

本发明检测方法的步骤如下：

(1)准备工作：检测前，先将数据处理程序及运算模型输入计算机，启动计算机，选择与待测工件对应规格的测量定位盘安装在支撑座上；

(2)初始参数标准值的测定：在测量定位盘上放置一块平晶，松开制动器，使光栅传感器的测头接触平晶表面，再通过制动器将绕绳轮锁定，点击计算机的程序界面“清零”按键，测头此时的高度值由光栅传感器经数据处理器输入计算机内，并作为初始参数的标准值，取下平晶，松开制动器，转动绕绳轮，将测头下移锁定；

(3)弧高及曲率半径的检测；将待测的球面零件置于测量定位盘上，松开制动器，使测头上移，光栅传感器即将采集的检测信号经数据处理器传输给计算机，并在显示器屏幕动态显示，当测头接触到被测工件时，屏幕上的读数即稳定，此时点击计算机的“保持”按键，将检测参数数据记录下来，最后点击“计算”，由计算机根据记录的检测参数和预先设定的标准值进行计算、比较判定，即可直接读出所测工件的弧高及曲率半径值和判定结果，

(4)储存数据信息：将判定后的检测数据信息按设定的格式生成检测报告，储存在计算机内。

本发明的检测装置及其检测方法，其有益效果为：能够自动测量光学零件的弧高及曲率半径，并能通过计算机对检测数据进行采集、处理、显示和储存。该检测装置不仅可以减少成本，尤其能够降低检测过程的复杂性，提高检测的准确性和检测速度。具有结构简单、性能可靠、造价低、操作方法简便、检测效率高等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

具体实施方式