CN101995203A

CN101995203A - 蓝宝石凹、凸透镜粗加工曲率半径的测量方法

Info

Publication number: CN101995203A
Application number: CN2009101045757A
Authority: CN
Inventors: 牟方财; 柏教林; 邓远东
Original assignee: Chongqing Chuanyi Automation Co Ltd
Current assignee: Chongqing Chuanyi Automation Co Ltd
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-03-30

Abstract

本发明涉及一种蓝宝石凹、凸透镜粗加工曲率半径的测量方法，将千分表的测杆穿过检测支架上半部孔，千分表的测量头伸出检测支架，形成蓝宝石透镜粗加工曲率半径的专用测量装置，将所述的专用测量装置放在检验平板上，调零；用专用测量装置检测蓝宝石凹或凸透镜的曲率半径，根据其Hmax和Hmin数值，判断被测蓝宝石透镜的曲率半径是否合格。采用本发明方法能够保证在蓝宝石透镜粗加工过程中，透镜(直径≥10.00mm，公差±0.10mm)曲率半径的测量准确性，有操作简单、快速的优点，非常适合生产现场的批量检测。

Description

蓝宝石凹、凸透镜粗加工曲率半径的测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量方法，特别涉及一种大直径蓝宝石凹、凸透镜粗加工曲率半径的测量方法。

背景技术

在蓝宝石透镜粗加工过程中，我们常常会遇见大直径透镜(透镜直径≥10.00mm、公差±0.10mm)曲率半径的快速批量测量问题。

蓝宝石透镜曲率半径可以采用球径仪、50倍卧式投影仪或万能工具显微镜检测。由于粗加工时蓝宝石透镜表面比较粗糙(Rz0.8～Rz3.2)，加上蓝宝石透镜为大直径(透镜直径≥10.00mm、公差±0.10mm)时，因此采用上述方法检测，有以下缺点：球径仪检测，蓝宝石透镜表面与球径仪直接接触容易损伤球径仪的红宝石测量头(红宝石测量头比较昂责)，且不适合生产现场批量检测；采用50倍卧式投影仪检测，由于50倍卧式投影仪的最大测量范围是7.00mm，对于直径≥7.00mm的蓝宝石透镜不能完全投影，另外，由于蓝宝石透镜直径≥10.00mm，50倍卧式投影仪投影成像(尤其是凹透镜)不清晰，测量误差较大；采用万能工具显微镜检测，由于通过万能工具显微镜观测到的蓝宝石凸透镜曲面线条不清晰(凹透镜无法检测)，加上视觉误差等因素影响，同样有测量误差很大的缺点，且不适合生产现场批量检测。

千分表的测量精度虽可以达到0.001mm，但是千分表无法直接检测蓝宝石透镜粗加工曲率半径的数值。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓝宝石凹、凸透镜粗加工曲率半径的测量方法，本发明方法测量准确性，有操作简单、快速的优点，非常适合生产现场的批量检测。

实现本发明的技术方案是：

蓝宝石透镜粗加工曲率半径的测量方法，其特征在于有以下步骤：

(1)将千分表的测杆穿过检测支架上半部的孔，千分表的测量头伸出检测支架上半部的孔，形成蓝宝石透镜粗加工曲率半径的专用测量装置。检测支架沿中心线设置有阶梯孔，其中阶梯孔中直径较小的孔位于检测支架上半部，阶梯孔中直径较大的孔位于检测支架下半部，检测支架的侧面设有螺孔，锁紧螺钉插入螺孔将测杆锁紧固定，所述检测支架的外径和下半部孔的内径小于被测件弧面的最大弦长；

(2)将步骤(1)所述的专用测量装置放在检验平板上，使检测支架的下端面以及千分表的测量头与检验平板接触，旋转千分表，使千分表长表针对准0刻度线，将千分表调零；

(3)将经粗加工的蓝宝石透镜放在检验平板上，将专用测量装置放在蓝宝石透镜的球面上，检测支架下半部孔的外径或内径的边缘分别与蓝宝石凹或凸透镜的球面圆线接触，千分表的测头下降或上升，表针偏移数值为H，读出千分表显示的数值H；

(4)根据计算公式：

H = SR - \sqrt{({SR}^{2} - {(D 2 / 2)}^{2})}

式中：SR为蓝宝石凹、凸透镜曲率半径、D2为测量装置测臂下端面的外侧或内侧两点之间的距离，令SR公差±0.10mm，D2的公差±0.01mm，计算出Hmax数值和Hmin数值，当千分表表针显示的数值H在Hmax和Hmin之间，则被测蓝宝石透镜的曲率半径SR合格。

所述两测臂的下端面为水平端面。

所述检测支架下半部孔的高度为检测支架的高度的1/3。

所述千分表测量头为球面。

所述检测平板采用高强度、耐磨损的灰口铸铁材料制备，性能指标为精度等级为1级，平面度为10um。

采用本发明所述方法具有以下优点：

1.专用检测装置的千分表测量头为球面，使测量时千分表测量头与蓝宝石透镜的曲面为点接触，测量时千分表表针显示的数值H是透镜弦高的最大值，保证其测量的准确性。

2.本发明所述方法可以测量凸透镜和凹透镜的曲率半径，操作方便、快速，非常适合生产现场批量检测。

3.在测量蓝宝石透镜曲率半径时，还可以通过摆动测量装置，观察千分表的表针变化，判断透镜曲面的曲面度。具体判断方法是：将测量装置从蓝宝石透镜的中心向两边摆动，如果蓝宝石透镜曲面的曲面度好，则千分表的表针显示的数值H应该不变或者变化非常微小，如果千分表的表针显示的数值H变化较大则说明蓝宝石透镜的曲面已经变形，曲面度则不好。

4.专用检测装置的测臂高度为检测支架的高度的1/3，使测头能够完全伸出检测支架，以方便测量透镜的曲率半径。

5.采用检验平板为测量校准基准，可以进一步保证本发明测量的准确性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为检测支架的结构示意图；

图3为本发明测量凸形曲面的示意图；

图4为图3的局部示意图；

图5为本发明测量凹形曲面的示意图；

图6为图5的局部示意图。

附图中，1为千分表，2为锁紧螺钉，2a为螺孔，3为检测支架，3a检测壁，3b为检测支架上半部孔，3c为检测支架下半部孔，4为测头，5为被测件，6为检验平台。

具体实施方式

参照图1至图2，测量装置包括千分表1和检测支架3。将千分表的测杆穿过检测支架上半部的孔，千分表的测量头伸出检测支架上半部的孔，形成蓝宝石透镜粗加工曲率半径的专用测量装置。检测支架3为筒状结构，检测支架沿中心线设置有阶梯孔，其中阶梯孔中直径较小的孔位于检测支架上半部，阶梯孔中直径较大的孔位于检测支架下半部，阶梯孔检测支架也呈阶梯状，以减小检测支架上半部的壁厚，并且还可以节约材料，检测支架下半部为检测壁3a，在检测时检测壁3a与凹、凸透镜接触。检测支架上部的侧面设有螺孔2a，千分表的测杆穿过检测支架上半部孔3b，千分表的测头露出检测支架上半部孔2.00～8.00mm，锁紧螺钉2插入螺孔2a将测杆锁紧固定，即将千分表与检测支架连接在一起。千分表测杆的测头4为球面，使测头与蓝宝石透镜的曲面为点接触，保证测量时千分表表针显示的数值是透镜弦高的最大值。所述检测支架下半部孔3c的高度为检测支架的高度的1/3，使千分表的测头能够完全伸出检测支架。所述检测支架下半部孔3c的外径小于被测件弧面的最大弦长，可以用于测量直径≥10.00mm的凹、凸透镜的曲率半径。本测量装置的检测支架的外径和下半部孔3c的内径比被测件弧面的最大弦长小1.00～10.00mm，检测支架的检测壁3a下端面为水平端面，这样检测壁3a下端面内径的边缘与被测件的凸形弧面接触，检测壁3a下端面外径的边缘与被测件的凹形弧面接触，水平端面的设置使测壁与被测件的弧面之间具有明显的接触线，使检测支架下半部的内径为被测件凸透镜被截取弧面的弦长，检测支架下半部的外径为被测件凹透镜被截取弧面的弦长。检测支架采用不锈钢制作，保证测量装置的强度，避免与被测件反复接触而磨损。

使用本发明测量透镜曲率半径的方法如下：

千分表调零

将专用检测装置放在检验平台6上，检测壁3a以及千分表的测量头4同时与检验平台6接触，(此时千分表的测头向上移动一定的距离，表针偏移)转动千分表表圈，使表盘的零位刻线对准表针，将千分表调零。所述检测平台采用高强度、耐磨损的灰口铸铁材料制备，性能指标为精度等级为1级，平面度为10um。本实施例的检测平台采用牌号为HT200-300灰口铸铁制备。

当被测件5为凸透镜时，参照图3与图4，将经粗加工的蓝宝石凸透镜放在检验平台6上，专用测量装置放在蓝宝石凸透镜的球面上，检测支架下半部孔3c的内径的边缘与蓝宝石凸透镜的球面接触，此时千分表的测头上升，表针偏移得到一数值H，此数值H就是弦长为D2时的弦高。根据计算公式：

H = SR - \sqrt{({SR}^{2} - {(D 2 / 2)}^{2})}

式中：SR为蓝宝石凸透镜曲率半径、D2为测量装置下端面的内径，令SR公差±0.10mm，D2的公差±0.01mm，计算出Hmax数值和Hmin数值。测量时只需要观察千分表显示的数值H是否在Hmax和Hmin之间，即可快速判断蓝宝石凸透镜的曲率半径SR是否合格。若千分表显示的数值H在Hmax和Hmin之间，则蓝宝石凸透镜的曲率半径SR合格，否则为不合格。

实施例1：

若蓝宝石凸透镜曲率半径为SR10、SR12、SR15、SR18、SR20、SR22、SR25，公差为±0.10，设计测量工装D2数值为φ12±0.01，计算出的Hmax和Hmin数值如下表所示：

SR±0.10	D2±0.01	Hmax	Hmin
				10	φ12	2.0216	1.9791

12	φ12	1.6204	1.5953
				15	φ12	1.2593	1.2454
18	φ12	1.0338	1.0252
				20	φ12	0.9245	0.9180
22	φ12	0.8365	0.8315
				25	φ12	0.7325	0.7289

测量时只需要查表H数值是否在Hmax和Hmin之间即可判断曲率半径SR值是否合格，使用起来非常简单方便。

当被测件5为凹透镜时，参照图5与图6，采用测量凸透镜的相同测量方法，只是检测支架下半部孔的外径的边缘与蓝宝石凹透镜的球面接触，此时千分表的测量头下降一数值H，此数值H就是弦长为D3时的弦高。测量时只需要观察千分表显示的数值H是否在Hmax和Hmin之间，即可快速判断蓝宝石凹透镜曲率半径SR值是否合格。若千分表显示的数值H在Hmax和Hmin之间，则蓝宝石凹透镜的曲率半径SR合格，否则为不合格。

实施例2：

若蓝宝石凸透镜曲率半径为SR10、SR12、SR15、SR18、SR20、SR22、SR25，公差为±0.10，设计测量工装D3数值为φ16±0.01，计算出的Hmax和Hmin数值如下表所示：

SR±0.10	D3±0.01	Hmax	Hmin
				10	16	4.0613	3.9413
12	16	3.0858	3.0264
				15	16	2.3266	2.2965
18	16	1.8847	1.8664
				20	16	1.6767	1.6628
22	16	1.5115	1.4988
				25	16	1.3184	1.3107

将本发明所述检测方式与球径仪、50倍卧式投影仪、万能工具显微镜等检测方式对比如下：

结论：本发明所述检测方式与球径仪、50倍卧式投影仪、万能工具显微镜等检测方式比较，其检测效率高，适用于大直径的凹凸透镜的曲率半径的检测。有测头可以更换，成本低，对环境要求低，占地少，适用于生产现场的批量检测的优点。

Claims

1.一种蓝宝石凹、凸透镜粗加工曲率半径的测量方法，其特征在于有以下步骤：

(1)将千分表的测杆穿过检测支架上半部孔，千分表的测量头伸出检测支架的上半部孔，形成蓝宝石透镜粗加工曲率半径的专用测量装置，检测支架沿中心线设置有阶梯孔，其中阶梯孔中直径较小的孔位于检测支架上半部，阶梯孔中直径较大的孔位于检测支架下半部，检测支架的侧面设有螺孔，锁紧螺钉插入螺孔将测杆锁紧固定；

(4)根据计算公式：

H = SR - \sqrt{({SR}^{2} - {(D 2 / 2)}^{2})}

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述两测臂的下端面为水平端面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测支架下半部孔的高度为检测支架的高度的1/3。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述千分表测量头为球面。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测平板采用高强度、耐磨损的灰口铸铁材料制备，其精度等级为1级，平面度为10um。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测支架的外径和下半部孔的内径小于被测件弧面的最大弦长。