[发明专利]电机垂直度的检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种利用电机垂直度的检测装置进行电机垂直度检测的方法，该电机垂直度的检测装置，包括激光器(1)、第一扩束准直器(2)、二维扫描振镜(3)、第一半透半反镜片(4)、第二半透半反镜片(5)、手动调焦装置(6)、显微物镜(7)、辅助测试样品(8)、第二扩束准直器(10)、白光照明光源(11)、聚焦镜片(12)、CCD探测器(13)、第一控制器(14)、计算机(15)和第二控制器(16)；所述的辅助测试样品(8)放置在待测电机的二维平台(9)上；所述激光器(1)发出的光经过所述第一扩束准直器(2)调整后变为近似平行光，该近似平行光先经过所述二维扫描振镜(3)，再依次经过所述第一半透半反镜片(4)和第二半透半反镜片(5)透射后入射到所述显微物镜(7)，通过调节所述的手动调焦装置(6)将入射光束聚焦到辅助测试样品(8)的表面，形成激光光斑；所述白光照明光源(11)发出白色照明光束，该光束经第二扩束准直器(10)调整后变为近似平行光后入射到第一半透半反镜片(4)被分为第一透射光束和第一反射光束，其中第一反射光束经过第二半透半反镜片(5)后被分束成为第二透射光束和第二反射光束，第二反射光束入射到显微物镜(7)，然后照在辅助测试样品(8)的表面，形成照明光斑；所述的激光光斑和照明光斑反射经所述的显微物镜(7)入射到第二半透半反镜片(5)，经该第二半透半反镜片(5)分束为第三透射光束和第三反射光束，所述的第三反射光束经过聚焦镜片(12)聚焦后入射到CCD探测器(13)感光元件上，该CCD探测器(13)与所述计算机(15)通讯；所述的待测电机的二维平台(9)经第一控制器(14)与所述的计算机(15)相连，所述的二维扫描振镜(3)经第二控制器(16)与所述计算机(15)相连；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1)在基底上镀上一层金属薄膜作为辅助测试样品(8)；

步骤2)在第二控制器(16)设置二维扫描振镜(3)在X轴方向和Y轴方向的扫描电压，使二维扫描振镜(3)能够在一个扫描周期内扫描出一个正方形图案，该正方形边长为A；

步骤3)在第一控制器(14)设置待测电机的二维平台(9)的移动方式，使待测电机的二维平台(9)先沿待测电机X轴方向以距离A步进式地移动一段距离x，再返回起始位置并沿Y轴方向移动距离A，然后继续沿待测电机X轴方向以距离A步进式地移动一段距离x,之后返回该行的起始位置，重复以上运动若干次；

步骤4)打开激光器(1)、二维扫描振镜(3)和待测电机的二维平台(9)，激光器(1)不间断地发出连续脉冲，二维扫描振镜(3)不间断扫描出正方形图案，待测电机的二维平台(9)按步骤3)设定的移动方式运动，同时设置同步扫描方式，即当二维扫描振镜刻写图案时，电机正好处于步进式运动的间歇期，等图案刻写完毕后再继续运动；

图形刻写完毕后，关闭激光器(1)、二维扫描振镜(3)和待测电机的二维平台(9)；

步骤5)观察CCD探测器(13)探测到的刻写图形，当看到的正方形图案的一边与电机X轴方向有存在夹角，则进入步骤6)；否则进入步骤7)；

步骤6)在第二控制器(16)重新设置二维扫描振镜(3)在X轴方向和Y轴方向的扫描电压，使得扫描出的正方形图案发生旋转，并返回步骤5)；

步骤7)在第一控制器微调待测电机的二维平台(9)的移动参数，使待测电机的二维平台(9)沿待测电机X轴方向的步进距离A改为A±δ，沿Y轴方向移动距离A改为A±ε，其中δ和ε的值能够使得刻写出的相邻正方形的相邻边基本重合；

步骤8)计算电机垂直度θ，公式如下：

θ＝90-arctan(a/b)

其中θ的物理意义就是待测电机X轴和Y轴的夹角(角度制)，a为第n行正方形的X轴方向的初始坐标和第1行正方形的X轴方向的初始坐标之差，b为n行正方形的行高。