[发明专利]一种测量同轴度的装置及方法

权利要求书

1.一种测量同轴度的方法，其特征在于，采用的测量同轴度的装置包括光源（1），及置于光源（1）出射面上的分光棱镜一（2），在分光棱镜一（2）下方依次设置有透镜一（3）、透镜二（4）、分光棱镜二(5)，分光棱镜二(5)下方设置有一被检测轴一(6)，分光棱镜二（5）左侧设置有一45°角放置的平面反射镜(7)，平面反射镜(7)下方设置有一被检测轴二(8)；在分光棱镜一(2)上方设置有CCD探测器(9)，所述CCD探测器与处理器(10) 电连接，处理器电连接计算机（11）；

该方法包括下述步骤：

1）搭建光路，将光源设置于透镜一的焦点处，使光源发出的光束通过分光棱镜一与透镜一后形成平行光束；透镜一与透镜二设置时焦点位置重合；平行光束通过透镜二后汇聚，再通过分光棱镜二透射到达被检测轴一，被检测轴一设置于透镜二的焦平面处；平行光束通过透镜二后汇聚，再通过分光棱镜二反射到达被检测轴二；到达被检测轴一、被检测轴二的光束经反射沿原光路到达CCD探测器上，CCD探测器与处理器电连接，处理器与计算机电连接；

2）应用搭建好的光路，用标准量块对CCD探测器进行标定，计算CCD每像元对应的实物实际尺寸；

3）被检测轴一，被检测轴二置于搭建好的光路中，采用自准直法，使被检测轴一处于透镜二的焦面位置，通过被检测轴一、被检测轴二自身的电机或者手动使被检测轴一、被检测轴二匀速转动一周；

4）经被检测轴一反射的光束通过分光棱镜二、透镜二、透镜一、分光棱镜一成像于CCD探测器上o点处，经处理器输出到计算机中；

5）经被检测轴二反射的光束通过平面反射镜、分光棱镜二、透镜二、透镜一、分光棱镜一成像于CCD探测器上，经处理器输出到计算机中；

6）计算机将被检测轴一、被检测轴二旋转一周后，处理器输出值进行轨迹圆拟合，得到两个曲线圆，通过对两个曲线圆的轴向、径向不重合度计算，根据步骤2）中标定的像元尺寸，以及光学系统放大倍率，得到同轴度数值。

2.根据权利要求1所述的一种测量同轴度的方法，其特征在于，所述步骤5）进一步为：

1）若被检测轴二与被检测轴一的同轴误差为a1,则成像到CCD探测器上，轴二的反射光点位于o点右侧a 处；

2）若被检测轴二与被检测轴一的同轴误差为b1,则成像到CCD探测器上，轴二的反射光点位于o点左侧b 处；

3）由探测到的a、b值能推算出a1,b1。

3.根据权利要求1所述的一种测量同轴度的方法，其特征在于，所述光源（1）为半导体激光器点光源。

4.根据权利要求1所述的一种测量同轴度的方法，其特征在于，所述透镜一（3）与透镜二（4）为凸透镜。

5.根据权利要求1所述的一种测量同轴度的方法，其特征在于，所述分光棱镜一（2）与分光棱镜二（5）为偏振分光棱镜。