[发明专利]基于空间光调制器的薄壁件加工误差测量装置的测量方法

摘要

本发明涉及一种基于空间光调制器的薄壁件加工误差测量装置及测量方法。机械加工的薄壁件表面误差测量通常接触式测量，接触零部件表面，其测量移动速度较慢，无法测量小于侧头曲率半径的微观凹坑。本发明组成包括：一组测量装置（14），测量装置包括套筒（1），套筒上部通过螺栓与支撑装置（9）连接，支撑装置两端通过连接轴分别与2个调制器卡夹紧装置（2）连接，调制器卡夹紧装置内部分别安装有左液晶空间光调制器（3）、右液晶空间光调制器（8），左液晶空间光调制器、右液晶空间光调制器内表面分别安装有偏振片（7），套筒上方通过方形凹槽安装有数字相移干涉仪（6）。本发明用于基于空间光调制器的薄壁件加工误差测量装置。

主权项

1.一种基于空间光调制器的薄壁件加工误差测量装置的测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：首先是将测量装置通过刀柄放置到主轴上，待测薄壁工件为叶轮叶片，将所述的测量装置置于五轴机床加工系统中，机床控制装置的移动和转动，套筒内的数字相移干涉仪产生的激光入射至镜片套筒装置内的标准平面参考镜，经标准平面参考镜分成一路反射光和一路透射光，一路反射光经标准平面参考镜反射至数字相移干涉仪作为参考光，一路透射光入射至光阑，经光阑入射至零位补偿透镜装置，通过调整零位补偿透镜两端凸出块在轨道内的卡紧位置，进而改变零位补偿透镜装置角度，使入射光透过可视窗入射至偏振片，偏振片入射至液晶空间光调制器，经液晶空间光调制器反射至待检测薄壁曲面叶轮叶片，经薄壁曲面叶轮叶片反射，产生测试光，该测试光经液晶空间光调制器反射，经偏振片，零位补偿透镜装置和光阑入射至标准平面参考镜，经标准平面参考镜入射至数字相移干涉仪，数字相移干涉仪与计算机相连接，在计算机相应软件中获得薄壁曲面采样点的坐标数据；通过在机测量软件提取采样点，生成程序并输送到数控机床，驱动本测量装置进行在机采样，本测量装置应用光学元件液晶空间光调制器，利用液晶空间光调制器进行光束点采集，已知输入，输出平面上光场的振幅分布，求取液晶空间光调制器的最优相位分布，使入射光场经过调制后，在空间中发生衍射，根据衍射距离的不同得到薄壁曲面的叶轮叶片上采样点的坐标数据；通过在机测量的方法获得薄壁曲面叶轮叶片的加工误差，采用物体重心原理的采样方法，该方法能够使薄壁件上的采样点分布符合曲率特征，本测量装置通过数控技术在机提取薄壁曲面的采样点，然后基于NURBS曲面进行薄壁曲面采样点的重构，该曲面为多轴数控机床加工后的曲面，最后基于点到直线的最小距离方法计算出机床加工后的实际曲面与原始设计的曲面的轮廓误差，获得薄壁曲面零件的加工误差；所述的基于空间光调制器的薄壁件加工误差测量装置，其组成包括：一组测量装置，所述的测量装置包括套筒，所述的套筒上部通过螺栓与支撑装置连接，所述的支撑装置两端通过连接轴分别与2个调制器卡夹紧装置连接，所述的调制器卡夹紧装置内部分别安装有左液晶空间光调制器、右液晶空间光调制器，所述的左液晶空间光调制器、所述的右液晶空间光调制器外表面分别安装有偏振片，所述的套筒上方通过方形凹槽安装有数字相移干涉仪；所述的数字相移干涉仪下方安装有镜片套筒装置，所述的套筒内部下方安装有零位补偿透镜装置，所述的零位补偿透镜装置外侧具有两个凸出块，所述的凸出块安装在所述的套筒外侧的轨道槽内，所述的轨道槽内安装有轨道装置，所述的套筒外侧具有2个可视窗；所述的支撑装置上方通过螺栓与刀柄连接，所述的一组测量装置中间部位放置有待测薄壁工件。