[发明专利]大口径光学非球面元件柱坐标接触式测量方法

权利要求书

1.一种大口径光学非球面元件柱坐标接触式测量方法，其特征在于，利用测量机通过柱坐标测量方式，采集二维或三维数据；包括以下步骤：

步骤S1：利用电感测微仪，找正转台面(11)中心和长度计(9)中心，使上下中心同心，同心精度保证在0.1μm；

步骤S2：通过电感测微仪将工件找正，将长度计(9)伸出，记录长度计(9)伸出量，同时记录X轴坐标值，将这点的坐标作为基准坐标(x₀，z₀)；

步骤S3：确定基准坐标后，移动X轴将长度计(9)移动到工件边缘确定起始点，将移动量和基准坐标比较确定测量行程L；

步骤S4：根据测量机建立工件坐标系和测量坐标系，确定二维测量或三维测量，并进行数据采集，得到所需要的坐标点。

2.根据权利要求1所述的一种大口径光学非球面元件柱坐标接触式测量方法，其特征在于，步骤S1中先找正转台面(11)和长度计(9)中心，再通过电感测微仪将工件调整到中心。

3.根据权利要求1所述的一种大口径光学非球面元件柱坐标接触式测量方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：将电感测微仪测头(100)固定到表座(200)上面，并将表座(200)固定到转台面(11)任意可以实现测量的位置，将电感测微仪测头(100)打到长度计(9)端部位置，通过转台面(11)调整旋转工作的调心机构；将电感测微仪调到0.01μm档，将误差调整到0.1微米以内，即为找正。

4.根据权利要求1所述的一种大口径光学非球面元件柱坐标接触式测量方法，其特征在于，二维测量过程中，X轴部件带动长度计(9)沿X轴方向运动，实现测量步距的运动，每走一个步距长度计(9)伸出采集一次数据，得到N个坐标点(x_i，z_i)，i＝1…N；在三维测量过程中，每圈的测量步数为n1，测量的步距为n2，从第一点开始，转台面(11)转动一个角度θ＝360/n1，长度计(9)伸出采样一次，测完一圈，找到起始位置，转台面(11)沿X轴方向运动一个测量步距，直到完成测量过程，得到n1×n2个坐标点(x_ij，z_ij，θ_ij)，i＝1…n1，j＝1…n2。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种大口径光学非球面元件柱坐标接触式测量方法，其特征在于，测量机包括天然花岗岩床身(1)、X轴部件、Z轴部件和调心调平装置；

X轴部件包括辅气体静压导轨(2)、焊接椭圆弧龙门架(4)、主气体静压导轨(14)和第一直线电机(19)；辅气体静压导轨(2)和主气体静压导轨(14)卡设于天然花岗岩床身(1)两侧；焊接椭圆弧龙门架(4)的两个末端，一端固定在辅气体静压导轨(2)上，另一端固定在主气体静压导轨(14)；

Z轴部件包括八棱面花岗岩导柱(7)、V型气浮轴承块(8)、长度计(9)和第二直线电机(20)；两个V型气浮轴承块(8)通过螺栓连接在焊接椭圆弧龙门架(4)上，用于调节Z轴的垂直度；八棱面花岗岩导柱7与对称连接的双V型气浮轴承块(8)组成气体静压导轨副，实现Z轴的上下运动；第二直线电机(20)的次级线圈与焊接椭圆弧龙门架(4)固定连接，初级线圈与花岗岩导柱(7)连接；长度计(9)固定在花岗岩导柱(7)的内腔；

调心调平装置包括转台面(11)、万向调平板(12)、转台下静压盘(13)和驱动转台下静压盘(13)转动的驱动单元；转台下静压盘(13)与天然花岗岩床身(1)之间通过气体静压轴承支承。

6.根据权利要求5所述的一种大口径光学非球面元件柱坐标接触式测量方法，其特征在于，辅气体静压导轨(2)和主气体静压导轨(14)上设有充气接口，X轴部件运动时，通过充气接口给辅气体静压导轨(2)和主气体静压导轨(14)充气，使辅气体静压导轨(2)、主气体静压导轨(14)和天然花岗岩床身(1)的顶面和侧面之间均形成气膜。