[发明专利]一种基于复光束角度传感器的大型非球面形貌检测方法

权利要求书

1.一种基于复光束角度传感器的大型非球面形貌检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将大型非球面工件放置在用于测量的倾斜台上，并从硬件和软件两方面消除测量误差；

步骤S2：角度差的测量：使用傅里叶变换算法对大型非球面进行一次圆周扫描；

步骤S3：通过角度差Δc计算轮廓P；

步骤S4：大型非球面的轮廓测量；

所述步骤S4具体包括：设A和B是大型非球面工件上角位置t的代表性点，c_a和c_b是相应的角度，Δc是点A和B之间的角度差；因此，在X轴中，考虑到中心s₀之间的距离s₀≠0，给出相应的角度c_ij：

i，j分别是微透镜阵列在x轴和y轴上的位置，R表示曲率半径，r表示测量半径，此处微透镜阵列的间隔为0.5毫米；根据式(5)可以计算大型非球面c_ij的角度，该角度将用于对大型非球面测量的模拟。

2.根据权利要求1所述的基于复光束角度传感器的大型非球面形貌检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的硬件方面是指通过使用两个XY平台和倾斜台来微调及对齐复光束角度传感器的机械和光学系统，从而实现消除误差。

3.根据权利要求1所述的基于复光束角度传感器的大型非球面形貌检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的软件方面是指采用测量转移的方式消除误差，所述测量转移是指采用傅里叶变换公式处理。

4.根据权利要求1所述的基于复光束角度传感器的大型非球面形貌检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：将复光束角度传感器以大型非球面工件表面O点为中心并以r为半径做圆周旋转，再以增量的方式旋转大型非球面工件，并沿圆周测量大型非球面工件的角度差。

5.根据权利要求1所述的基于复光束角度传感器的大型非球面形貌检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31：使用傅里叶级数表示角位置t处的大型非球面工件的轮廓P，从而得到：

其中a_i和b_i是傅里叶级数系数，n是傅里叶级数的最大迭代次数，m是采样点数；

步骤S32：使用传感器测量角度差Δc，并表示为轮廓数据的二阶微分P，从而得到：

步骤S33：进行傅立叶变换，可以将角度差转换为系数d_i和e_i，得出：

步骤S34：而傅里叶级数(a_i和b_i)与系数(d_i和e_i)之间的关系可以表示为：

因此，大型非球面工件的轮廓P可以使用反向傅立叶变换表示为傅里叶级数；当使用不同的半径用于重建曲面的整体形状时，轮廓数据P与测量半径r和点之间的距离x₀相关。