[发明专利]全口径平面抛光中抛光盘表面形状的检测方法

摘要

本发明提供一种全口径平面抛光中检测精度高的抛光盘表面形状的检测方法。全口径平面抛光中抛光盘表面形状的检测方法，该方法包括以下步骤：1）确定移动块运动导轨的直线度误差；2）结合抛光盘的旋转运动和移动块的直线运动测得抛光盘表面沿螺旋线分布的检测点的相对高度；3）检测数据的预处理；4）根据已检测点的高度数据通过插值方法得到抛光盘二维表面均匀离散各点的高度值，去倾斜处理后得到抛光盘表面的三维轮廓。本发明方法能够实时检测抛光盘表面的三维轮廓，并能够在具有直线移动导轨的抛光机床上实现，简单方便且精度较高。

主权项

全口径平面抛光中抛光盘表面形状的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）确定移动块运动导轨的直线度误差：将位移传感器的探测头固定于移动块上，在抛光盘中心区域放置可调平台，将标准镜放在可调平台上，然后将探测头的检测点调至标准镜表面，开启移动块沿导轨的匀速直线运动，同时位移传感器记录探测头的高度数据并输出至计算机，得到导轨相对标准镜的距离，即移动块运动导轨的直线度误差f(x)；2）结合抛光盘的旋转运动和移动块的直线运动测得抛光盘表面沿螺旋线分布的检测点的相对高度：将探测头的检测点调至抛光盘盘面上，开启抛光盘及移动块的运动，同时位移传感器记录探测头的高度数据并输出至计算机，得到抛光盘盘面沿螺旋线分布的检测点处的高度h(t)；3）检测数据的预处理：对于突变和偏差较大的检测值，采用通过插值计算得到的数据将其取代，然后对数据进行匀滑处理，并减去步骤1）得到的移动块运动导轨的直线度误差，得到沿螺旋线路径检测盘面轮廓时检测点高度随检测时间的变化数据；4）根据已检测点的高度数据通过插值方法得到抛光盘二维表面均匀离散各点的高度值：以抛光盘旋转中心为原点，原点与初始检测点连线为x轴正方向，建立直角坐标系，可得到各检测点的坐标及其高度值：$\left\{\begin{array}{c}x\left(t\right)=(r_0+\mathrm{vt})\cos \mathrm{wt}\\ y\left(t\right)=(r_0+\mathrm{vt})\sin \mathrm{wt}\\ z\left(t\right)=h\left(t\right)-f\left(x_t\right)\end{array}\right.$然后以一定的离散间距d生成二维表面(‑R≤x′≤R,‑R≤y′≤R)范围内均匀离散点P_k,l:(x′(k,l)=‑R+l·d,y′(k,l)=‑R+k·d)，将盘面内径以内和外径以外各点的高度值设为无效数据，盘面上各点P_k,l的高度值z_k,l根据已检测点(x(t),y(t))的高度z(t)通过插值方法计算，去倾斜处理后得到离散矩阵点处的高度，即为抛光盘表面的三维轮廓，其中，上述r_o、R分别表示抛光盘的内、外径，v、w分别表示移动块的直线运动速度和抛光盘的旋转角速度，t表示检测时间，P_k,l表示二维表面离散点矩阵的第k行第l列点，其对应坐标为：x′(k,l),y′(k,l)。