[发明专利]柱面干涉拼接测量装置及其调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆柱度误差检测装置及方法，特别是一种柱面干涉拼接测量装置及其调整方法，有效的解决了被测圆柱型工件在测量中安装和调整困难的问题，实现其整周检测。

背景技术

随着科技水平和工业水平的发展，在现代的工业生产中对圆柱形零件的要求越来越高。对圆柱型零件的检验中，圆柱度误差测量是检验该类零件重要的精度指标之一。针对圆柱度误差的拼接干涉测量装置及方法，虽然它能够满足ISO的采样要求并实现高精度测量，但其被测件的安装调整较为困难，阻挠了此方法的发展推广。

本发明结合了圆柱度误差的拼接干涉测量装置及方法，设计了被测件的安装调整机构及其调整方法，能够实现对被测件的快速、有效、精确调整。

目前，柱面干涉拼接测量中被测件的安装调整机构及其调整方法未见相关文献报道。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种柱面干涉拼接测量及其调整方法。利用拼接思想测量圆柱状零件，由于测量的子孔径较小，要进行整周检测，被测件不仅要实现上下移动，还要调整使被测件的轴心线与计算全息片（CGH）产生的柱面波的焦线重合，并且实现在被测件旋转过程中其轴心线与柱面波焦线始终重合。

为了达到上述目的，本发明的构思是：调整机构分两部分，一部分使被测件的轴心线与调整台的旋转中心线重合，保持这部分不变，调整另一部分使被测件的轴心线与CGH产生的柱面波焦线重合，可以确保被测件在旋转过程中三条线始终重合，稳定测量；一维升降台实现被测件的上下移动；对被测件进行调平调心，防止其轴心线与焦轴线交叉，将被测表面反射光点控制在十字交叉线中心，确保每个子孔径都有干涉条纹。该调整机构及其调整方法最终实现圆柱工件的整周检测。

根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种柱面干涉拼接测量装置，包括干涉仪（1）、支座（2）、六维调整架（3）、CGH（4）、一维导轨平台（5）、被测件（6）、四维调整机构（7）、五维调整机构（8）、电控升降台（9）。其特征在于：所述支座（2）上安装干涉仪（1）和一维导轨平台（5），一维导轨平台（5）上安装六维调整架（3），将CGH（4）安装在六维调整架（3）上，使干涉仪（1）出射光轴能够通过CGH（4）中心，并且能调整CGH（4）与被测件（6）之间的距离；由所述四维调整机构（7）、五维调整机构（8）和电控升降台（9）组成被测件调节机构，被测件调节机构下端是电控升降台（9），电控升降台（9）上面固定五维调整机构（8），用来调整被测件（6）的轴心线与CGH（4）产生的柱面波焦线重合，五维调整机构（8）上面固定四维调整机构（7），用来调整被测件（6）的轴心线与被测件调节机构的旋转中心线重合，四维调节机构（7）上面固定被测件（6）。

所述装置中干涉仪（1）是：Zogo公司型号为GPI XP/D的干涉仪，640X480CCD图像采集，采用激光三维相移干涉法，激光发生器为氦-氖激光（波长632.8nm），能产生一束标准平面波，平面测量精度达到λ/20。

所述CGH（4）及其配套的六维调整架（3）是：Zogo公司产品，型号为H45F1.5C，后焦距65mm。干涉仪（1）产生的平面波经过CGH（4）转换为柱面波垂直入射到被测件（6）的表面，携带者被测柱面（6）表面面形信息的反射波第二次反向通过CGH（4），进入干涉仪（1）中，与标准平面波发生干涉，在CCD中显示干涉条纹图；所述六维调整架（3）的五个旋钮（15,16,17,18,19）通过不同的组合来控制CGH（4）六个自由度的姿态。

所述一维导轨平台（5）是：安装板（20）上面固定滑轨（21,21’），滑块（22,22’）可以沿滑轨（21,21’）的平行方向自由移动，滑轨（22,22’）上面固定连接板（23）；连接板（23）上面固定六维调整架（3）可进行一维移动。

所述四维调整机构（7）是：二轴精密倾斜平台（11,11’）上面固定另一个二维直动平台（10,10’），可满足被测件（6）除上下移动和竖直旋转外的其他四个自由度的调节。

所述五维调整机构（8）是：二维精密弧摆台（14,14’）上面固定二维直动平台（13,13’），而精密转动平台（12,12’）固定在该二维直动平台（13,13’）上，可满足被测件（6）除上下移动外的其他五个自由度的调节。

所述电控升降台（9）是：采购产品型号为PSAV100-ZF，配有一维42/57步进电机驱动控制器，产品编号为SC300-1B，可实现被测件（6）竖直方向的移动和定位。