大型球面非球面轮廓扫描测量方法与装置

摘要

本发明主要针对大型球面和非球面元件的面型及表面粗糙度等特征参数的精密检测，特别涉及一种可实时分离轴向端跳误差和X方向直线运动导轨误差的大口径球面和非球面轮廓扫描测量方法与装置，属于超精密测量技术领域。本发明基于回转基准空间回转误差的单转位误差分离技术，实现回转轴系轴向端跳误差与非球面轮廓测量值的实时自分离；采用高方向稳定性基准光束，实时监测补偿导轨运动误差；构建可自主分离和实时补偿回转轴系端跳误差、X向直线导轨运动误差等的高精度大型球面、非球面轮廓扫描测量方法与装置。为大型球面和非球面的面型、表面粗糙度、顶点曲率半径等参数的高精度测量提供新方法和技术。

主权项

一种大型球面非球面轮廓扫描测量装置，其特征在于：包括：位移测量用激光干涉仪(1)，角锥测量镜(2)、精密气浮直线导轨系统(3)、仪器支架(4)、转位角发生装置(5)、误差分离转台(6)、精密气浮回转轴系(7)、驱动电机(8)、仪器基座(9)、仪器工作台(10)、大量程位移传感器(12)、光斑位置探测器(13)、高方向稳定性基准光束发生装置(14)、精密转角测量装置(15)；其中，非球面被测工件(11)放置于仪器工作台(10)上，误差分离转台(6)放置于精密气浮回转轴系(7)上，非球面被测工件(11)可分别由误差分离转台(6)和精密气浮回转轴系(7)带动进行回转，大量程位移传感器(12)位于沿X向运动的精密气浮直线导轨系统(3)上，对非球面被测工件(11)的表面轮廓进行扫描测量，高方向稳定性基准光束发生装置(14)沿X方向布置，而光斑位置探测器(13)安置于精密气浮直线导轨系统(3)的滑套上，精密转角测量装置(15)安装于仪器工作台(10)的沿圆周方向，位移测量用激光干涉仪(1)沿X向布置，角锥测量镜(2)布置于精密气浮直线导轨系统(3)的滑套上。