平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種檢測精度較高的拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置。平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，設置有支撐座，在所述支撐座上端設置有橫梁，在所述橫梁上設置有導軌和電機，所述電機包括定子和動子，移動塊通過滑塊設置在所述動子和導軌上，并能沿著所述導軌左右移動，在所述移動塊上設置有可調支架，所述可調支架與激光位移傳感器連接，所述激光位移傳感器由探測頭、數據連接線和PC機組成，在所述探測頭下設置有可調平臺。本發明由于采用高穩定性導軌和高精度位移傳感器，并且通過檢測平面標準鏡獲得導軌的誤差，因此可實現拋光盤表面形狀的高精度測量。
【專利說明】平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種檢測裝置，特別是涉及一種針對全口徑平面拋光中對平面拋光盤表面形狀進行檢測的裝置。
【背景技術】
[0002]在平面光學元件全口徑拋光過程中，元件表面任一點的材料去除速度與該點所受的壓力、相對線速度和Preten系數有關。Preston系數包含了除速度和壓力以外的其他一切因素的作用，其在一般拋光條件下可以認為是恒量。因此，改善工件表面壓力和速度分布的均勻性，就能改善元件表面材料去除量分布的均勻性，進而提高元件的面形精度。元件的相對線速度由拋光過程涉及的各運動參量決定，如拋光盤轉速、工件轉速、工件偏心距等。隨著數控系統的發展和主動輪控制等技術的出現，各拋光運動參量都能得到較好的控制，從而大大提高了元件表面相對線速度分布的均勻性，使得元件表面壓力分布的非均勻性已經逐漸成為面形精度提高的瓶頸。
[0003]長期以來，全口徑平面拋光中元件面形誤差的修正主要依賴于工人長期的生產實踐，加工過程遵循著機床參數設置、元件加工、面形檢測、根據面形誤差重新設定機床參數的循環，直至面形精度滿足要求。平面光學元件的全口徑拋光過程中，元件表面整體與拋光盤接觸，拋光盤的表面形狀直接決定了工件/拋光盤接觸界面的壓力分布，進而對元件面形誤差具有決定性的影響。由于目前缺乏對拋光盤表面形狀的有效檢測手段，這種基于元件加工結果反饋的工藝控制，大大延長了平面拋光的加工周期，降低了生產效率。如果能夠實時檢測拋光盤表面的形狀，就能實時通過調整工藝參數或者進行修整工藝來改善光盤表面的形狀，從而減少加工循環次數，提高加工效率。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種檢測精度較高的拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置。
[0005]本發明解決技術問題所采用的技術方案是:平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，設置有支撐座，在所述支撐座上端設置有橫梁，在所述橫梁上設置有導軌和電機，所述電機包括定子和動子，移動塊通過滑塊設置在所述動子和導軌上，并能沿著所述導軌左右移動，在所述移動塊上設置有可調支架，所述可調支架與激光位移傳感器連接，所述激光位移傳感器由探測頭、數據連接線和PC機組成，在所述探測頭下設置有可調平臺。
[0006]進一步的，所述電機通過電機驅動器驅動，所述電機驅動器通過微控制器控制。
[0007]進一步的，所述導軌由2根軌條組成，分別設置在所述橫梁的上下兩端。
[0008]進一步的，所述滑塊為4個，兩兩分別設置在所述2根軌條上。
[0009]進一步的，所述移動塊與可調支架通過磁塊連接。
[0010]進一步的，所述磁塊具有開、關兩種可調狀態。
[0011]進一步的，所述移動塊采用軟磁性材料制成。[0012]進一步的，所述探測頭的位置和高度通過可調支架調節。
[0013]進一步的，在所述可調平臺上設置有平面標準鏡。
[0014]進一步的，所述平面標準鏡的面形誤差PV值小于lum。
[0015]本發明的有益效果是:由于采用高穩定性導軌和高精度位移傳感器，并且通過檢測平面標準鏡獲得導軌的誤差，因此可實現拋光盤表面形狀的高精度測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的立體圖。
[0017]圖2是本發明的主視圖。
[0018]圖3是圖2的左視圖。
[0019]圖4是圖2的右視圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1?4所示，本發明的裝置設置有支撐座2，在所述支撐座2上端設置有橫梁3，在橫梁3上設置有導軌4和電機，該電機包括定子5和動子8，移動塊7通過滑塊6設置在動子8和導軌4上，并能沿著導軌4左右移動，所述電機通過電機驅動器驅動工作，所述電機驅動器通過微控制器控制，該微控制器可采用PLC機。在移動塊7上設置有可調支架10，可調支架10與激光位移傳感器連接，該激光位移傳感器包括探測頭11和數據連接線12，并且該激光位移傳感器與PC機連接，在探測頭11下設置有可調平臺14，在可調平臺14上設置有平面標準鏡13。
[0021]上述導軌4由2根軌條組成，分別設置在橫梁3的上下兩端；上述滑塊6為4個，兩兩分別設置在2根軌條上。
[0022]上述移動塊7與可調支架10也可通過磁塊9連接。上述移動塊7采用軟磁性材料制成，上述磁塊9具有開、關兩種可調狀態，開啟狀態時即磁塊9固定于移動塊7上，關閉狀態時即磁塊9移開，從而可以通過開、關狀態的結合調整磁塊9在移動塊7上的位置。上述探測頭11的位置和高度可以通過可調支架10調節，探測頭11測得的拋光盤15的表面高度數據通過數據連接線12導出至PC機，并在PC機實現盤面高度數據的處理和盤面輪廓的生成。
[0023]上述可調平臺14設有3個調節螺釘，可以精確調節可調平臺14上表面的傾角。平面標準鏡13具有良好的面形精度，面形誤差PV值小于lum。
[0024]工作時，將可調平臺14置于拋光盤15上，并將平面標準鏡13放置在可調平臺14上，調整探測頭11的檢測點至平面標準鏡13上，通過可調平臺14將平面標準鏡13隨拋光盤15旋轉的端跳調至小于lum，然后通過微控制器設定電機的轉速，開啟電機驅動器，驅動動子8旋轉，滑塊6沿著導軌4左右移動，帶動移動塊7的移動，進而帶動探測頭11作勻速直線運動，探測頭11測得的平面標準鏡13的高度數據通過數據連接線12輸出至PC機，從而獲得導軌4的誤差e(x);然后移去可調平臺14和平面標準鏡13，調整可調支架10將探測頭11的檢測點移至拋光盤15的圓心或內徑(環形拋光盤15)上，再通過移動塊7的直線運動(拋光盤15不動)得到拋光盤15盤面沿半徑方向分布的各檢測點的高度f(x)，拋光盤15表面沿半徑方向分布的各檢測點的實際高度即為f (x)-e(x);還可使拋光盤15旋轉，結合拋光盤15的旋轉運動與移動塊7的直線運動得到拋光盤15表面沿螺旋線路徑分布各檢測點的高度，對該高度數據進行處理即可得到盤面的三維輪廓。對于原始檢測數據，需去雜散點、勻滑處理并減去導軌誤差，然后建立盤面直角坐標系并生成二維均勻離散各點的坐標，根據已檢測點的高度數據通過插值方法計算各離散點的高度值，即得到拋光盤15盤面的三維輪廓。
[0025]本發明由于采用高穩定性的導軌4和高精度的激光位移傳感器，并且先通過檢測平面標準鏡13獲得導軌4的誤差，因此可實現拋光盤15表面形狀的高精度測量。
【權利要求】
1.平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:設置有支撐座(2)，在所述支撐座(2)上端設置有橫梁(3)，在所述橫梁(3)上設置有導軌(4)和電機，所述電機包括定子(5)和動子(8)，移動塊(7)通過滑塊(6)設置在所述動子(8)和導軌(4)上，并能沿著所述導軌(4)左右移動，在所述移動塊(7 )上設置有可調支架(10 )，所述可調支架(10 )與激光位移傳感器連接，所述激光位移傳感器包括探測頭(11)和數據連接線(12)，所述激光位移傳感器與PC機連接，在所述探測頭(11)下設置有可調平臺(14)。
2.如權利要求1所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述電機通過電機驅動器驅動，所述電機驅動器通過微控制器控制。
3.如權利要求1所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述導軌(4)由2根軌條組成，分別設置在所述橫梁(3)的上下兩端。
4.如權利要求3所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述滑塊(6)為4個，兩兩分別設置在所述2根軌條上。
5.如權利要求1所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述移動塊(7 )與可調支架(10 )通過磁塊(9 )連接。
6.如權利要求5所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述磁塊(9)具有開、關兩種可調狀態。
7.如權利要求1所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述移動塊(7)采用軟磁性材料制成。
8.如權利要求1所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述探測頭(11)的位置和高度通過可調支架(10 )調節。
9.如權利要求1所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:在所述可調平臺(14)上設置有平面標準鏡(13)。
10.如權利要求9所述的平面拋光盤表面形狀誤差的檢測裝置，其特征在于:所述平面標準鏡(13)的面形誤差PV值小于lum。
【文檔編號】G01B11/24GK103954237SQ201410215066
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】廖德鋒, 趙世杰, 謝瑞清, 陳賢華, 王健, 許喬, 鐘波, 袁志剛, 鄧文輝, 唐才學, 徐曦, 周煉 申請人:成都精密光學工程研究中心