[发明专利]柱面干涉拼接测量装置及其调整方法

摘要

本发明涉及一种圆柱度误差干涉测量装置及其调整方法。它包括干涉仪、支座、六维调整架、CGH、一维导轨平台、被测件、四维调整机构、五维调整机构、电控升降台。所述支座上安装干涉仪和一维导轨平台，一维导轨平台上安装六维调整架，将CGH安装在六维调整架上，使干涉仪出射光轴能够通过CGH中心，并且能调整CGH与被测件之间的距离；由所述四维调整机构、五维调整机构和电控升降台组成被测件调节机构，被测件调节机构下端是电控升降台。通过调节四维调整平台使被测件轴心线与五维调整平台上的转动平台的轴心线重合；再调节五维调整平台使转动平台的轴心线与CGH产生的柱面焦线精确重合；通过转动平台并配合升降台，实现柱型被测件的面型的整周检测。

主权项

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)、全息片(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)，将全息片(4)安装在六维调整架(3)上，使干涉仪(1)出射光轴能够通过全息片(4)中心，并且能调整全息片(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)的轴心线与全息片(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，四维调整机构(7)上面固定被测件(6)；所述柱面干涉拼接测量装置的调整方法，用于所述的柱面干涉拼接测量装置进行调整，其特征在于操作步骤如下：①安装调整计算全息片(4)：计算全息片(4)安装在六维调整架(3)上，将六维调整架(3)安装在一维导轨平台(5)上；一要调整计算全息片(4)与被测件(6)之间的距离，使计算全息片(4)与被测柱形工件轴线距离为计算全息片(4)的后焦距；二要调整六维调整架(3)使干涉仪(1)的出射光轴通过计算全息片(4)的中心，并使其相对光轴有1度的偏转，通过调整计算全息片(4)的标记点位置使计算全息片(4)产生的柱面波焦线为竖直方向；再观察计算全息片(4)对准环，调节至对准环上的干涉条纹数在5条以内；②调整四维调整机构(7)：首先将被测件调节机构所有部件调整到竖直位置；其次，分别使用水平和竖直的千分表对被测件(6)进行调心和调平：调心是将千分表指针顶在被测件(6)上，通过调整二维直动平台(10,10’)来调节被测件(6)的周线位置，直至千分表示数在转动过程中变化很小；调平与调心的方法相同，不同之处是转动过程中只调节二轴精密倾斜平台(11,11’)；在调心、调平过程中千分表配合使用，具体步骤为：a、旋转被测件(6)，让千分表触头滑过整个测量行程，寻找表面变化规律，确定千分表上的最大和最小读数，b、转动被测件(6)使千分表的指针到达中间读数位置，c、调整二维直动平台(10,10’)，使千分表指针达到中间读数和最大读数的一半量程位置，如此反复；调整之后移动千分表的位置，保持千分表始终有示数；再重复上述步骤a、b、c直至千分表示数几乎不变；③调整一维导轨平台(5)与电控升降台(9)：移动一维导轨平台(5)和电控升降台(9)的位置，使计算全息片(4)与被测件(6)的轴心线距离为计算全息片(4)产生的柱面波的后焦距，并且调整被测件(6)在适合的高度；调整计算全息片(4)的方位，使产生的柱面波轴线为竖直方向，使干涉仪(1)光轴垂直通过计算全息片(4)的中心；④调整五维调整机构(8)：首先在光源模式下找到反射光斑，通过调节二维直动平台(13,13’)和二维精密弧摆台(14,14’)，将反射光斑逐渐调至十字交叉线中心；再切换至条纹模式进行细调，根据干涉条纹不同而调节不同自由度：面对干涉仪(1)，竖条纹则调节左右移动，横条纹则调节俯仰，中间疏两边密条纹则调节离焦，星形条纹则调节左右倾斜；干涉条纹越少，被测件轴心线与柱面波焦线重合越好；保持步骤三的状态，对被测件(6)再进行一次调心调平，并切换至光源模式，在精密转动平台(12,12’)的过程中不断调整四维调整机构(7)中的二维直动平台(10,10’)和二轴精密倾斜平台(11,11’)，使光点不偏出十字交叉中心，确保在条纹模式下被测件(6)转动一周，每个位置都有干涉条纹图，实现整周检测。