CN113776463A - 一种回转角度误差的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种回转角度误差测量方法，包括搭建回转角度误差测量装置；调节自准直光管的位置和高度，使自准直光管和固定在回转载台上的平面反射镜反射的光轴重合；分别以预设步距顺时针和逆时针旋转载台，每次载台至少旋转两个步数，每旋转一个步数，调节自准直光管的动十字叉丝的像与内置十字叉丝重合，记录得到第一组示数和第二组示数；根据第一组示数和第二组示数绘制误差曲线。本发明与传统的测量回转角度误差比较本发明测量＜1°的回转角度误差的方法增加了系统的灵活性，平面反射镜和工装件可以灵活搭配不再受限于重量与环境影响，针对小角度回转角度误差检测更加方便快捷。

Description

一种回转角度误差的测量方法

技术领域

本发明属于回转角度检测技术领域，具体涉及一种回转角度误差的测量方法。

背景技术

针对精准医疗的基因测序仪市场需求旺盛，一些公司致力于打破高端技术壁垒和创造技术引领条件。某公司采用高精度扫描工件台配合高纯色激光激发DNA纳米球荧光进行碱基探测实现高通量基因测序。高精度扫描工件台作为高通量基因测序仪的关键部件，其研制及成果产业化对国产高通量基因测序装备发展具有重要意义。

精密扫描工件台为六维平台，其中Z轴旋转平台完成芯片和相机、工件台坐标系对齐，同时改变芯片的方向以适应工作流程，过程需要很高定位精度。在精密扫描工件台的测试过程中，由于Z轴回转载台能够承受负载不超过500g，利用传统的多面体配合自准直光管和激光干涉仪测量的方法超过Z轴回转转台的负载无法完成测试，所用的器件笨重装调困难缺乏灵活性。

发明内容

本发明为了解决因旋转载台的负载有限而无法使用多面体配合自准直光管和激光干涉仪等测量方法测量的问题，提出了一种回转角度误差的测量方法，该方法使用的平面镜重量仅为同体积多面体的十分之一，与传统的测量回转角度误差相比本发明的方法增加了系统的灵活性，测量设备平面镜和直角工装可以灵活搭配不再受限于重量与环境影响。为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种回转角度误差测量方法，包括：

S1、搭建回转角度误差测量装置，回转角度误差测量装置包括精密扫描件工件台、自准直光管和平面反射镜，平面反射镜垂直固定在精密扫描件工件台的回转载台上；

S2、调节自准直光管的位置和高度，使经平面反射镜反射的自准直光管的动十字叉丝的像与自准直光管的内置十字叉丝的位置重合；

S3、沿第一方向调节自准直光管，使自准直光管的内置十字叉丝移动到目视镜一端边缘处；沿第二方向调节自准直光管，使自准直光管的内置十字叉丝移动到目视镜的另一端边缘处，所述第一方向与第二方向不同；

S4、以预设步距沿第一方向旋转回转载台，回转载台至少旋转两个步数，每旋转一个步数，调节自准直光管的动十字叉丝的像与内置十字叉丝重合，记录相应的示数，得到第一组示数；

S5、以预设步距沿第二旋转回转载台，回转载台至少旋转两个步数，每旋转一个步数，调节自准直光管的动十字叉丝的像与内置十字叉丝重合，记录相应的示数，得到第二组示数；第一方向与第二方向不同；

S6、根据第一组示数和第二组示数绘制误差曲线。

优选地，平面反射镜通过L型工装固定在回转载台上；

L型工装的底面与回转载台固定；L型工装的侧面与平面反射镜的背面粘接。

优选地，L型工装的侧面与底面的垂直度不超过0.005mm。

优选地，

步骤S1和步骤S2之间包括以下步骤：

S12、调整回转载台的端面跳动，使回转载台的端面跳动不超过 0.01mm。

优选地，平面反射镜的精度满足如下关系：

mtf＝λ/50

其中，λ为近红外波段的光源的波长。

优选地，步距的范围为0.01°-0.05°。

优选地，步距与步数满足如下关系式：

W＝θ·t

其中，W为目视镜的视场角；

θ为步距；

t为步数。

本发明能够取得以下技术效果：

与传统的测量回转角度误差比较，本发明测量＜1°的回转角度误差的方法增加了测试装置的灵活性，测量设备平面镜和工装件可以灵活搭配不再受限于重量与环境影响，针对小角度回转角度误差检测更加方便快捷，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种回转角度误差测量方法的流程图；

图2是本发明一个实施例平面镜与工装固定示意图；

图3是本发明一个实施例的误差曲线图；

图4是本发明一个实施例的回转角度误差测量装置的示意图。

附图标记：

平面反射镜1、L型工装2、回转载台3、自准直光管4。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明的目的是提供一种回转角度误差测量方法。下面将对本发明提供的一种回转角度误差测量方法，通过具体实施例来进行详细说明。

图1示出了本发明的回转角度误差测量流程，具体包括如下步骤：

S1、搭建回转角度误差测量装置；

搭建如图4所示的回转角度误差测量装置，参照图4，包括精密扫描件工件台、自准直光管4和平面反射镜1，其中，平面反射镜1 通过L型工装2固定在精密扫描件工件台的回转载台3上。

在本发明的一个优选实施例中，选用镜面精度mtf＝λ/50的平面反射镜作为测量的光学元件，平面反射镜的质量仅为同体积下多面体反射镜的重量的十分之一，因此能够满足使用的精密扫描工件台所设定的回转载台3能够承受负载不超过500g这一限定条件。

在本发明的一个优选实施例中，将流淌均匀性极高的光学树脂胶滴到平面反射镜1的背面，参见图2，将其与L型工装2的一个侧面粘接。在常温下静置24小时后，将L型工装的底面放置到回转载台 3上，利用快干胶水粘接连接处，完成平面反射镜1与回转载台3的固定。

在本发明的另一个优选实施例中，为保证测量回转角度误差的精度，L型工装2的垂直度不超过0.005mm。从实际研磨工艺的角度出发，选择L型工装2的外侧面和底面进行研磨，因此，将平面反射镜 1固定在L型工装2的外侧面，使平面反射镜1与回转载台3绝对垂直，保证了平面反射镜1的中轴与回转载台3具有极高的平行度。

在对回转角度误差进行测量前，还包括以下处理：

S12、调整回转载台的端面跳动，使回转载台的端面跳动不超过 0.01mm。

在本发明的一个优选实施例中，首先清理回转载台的端面，保证回转载台的端面平整无垫起杂质；

然后，将百分表固定在多关节调整架上，将多关节调整架固定在光学平台上，调整多关节调整架使得百分表的表头搭接在回转载台的端面上，微调调整架旋钮使得百分表指针指零；

整周旋转回转载台，观测百分表示数变化范围，通过添加垫片和调整螺丝松紧将百分表示数范围变化控制在0.01mm之内。

通过上述方法即可保证回转载台的端面跳动在0.01mm之内，避免后续校准时自准直光管内置十字叉丝偏差过大。

S2、调节自准直光管的位置和高度，观察自准直光管的目视镜，使经平面反射镜反射的自准直光管的动十字叉丝的像与自准直光管的内置十字叉丝的位置重合；

在本发明的一个优选实施例中，将自准直光管标准平面反射镜，调节自准直光管的位置与高度，然后在自准直光管的目视镜中准确找到经平面反射镜反射的动十字叉丝并将十字叉丝调节到与光管内置固定的十字叉丝重合位置。以此作为观测的零位位置，以便后续测量过程中观测动十字叉丝与内置十字叉丝的偏离程度。

S3、沿第一方向调节自准直光管，使自准直光管的内置十字叉丝移动到目视镜一端边缘处；沿第二方向调节自准直光管，使自准直光管的内置十字叉丝移动到目视镜的另一端边缘处，第一方向与第二方向不同；；

在本发明的一个优选实施例中，通过沿顺时针方向转动自准直光管的底座，使得自准直光管内置十字叉丝移动到目视镜的一端的边缘处；沿逆时针方向转动自准直光管的底座，使得自准直光管内置十字叉丝移动到目视镜的另一端的边缘处，保证其有足够的移动范围和测量范围。

S4、以预设步距顺时针旋转回转载台，回转载台至少旋转两个步数，每旋转一个步数，调节使经平面反射镜反射的自准直光管的动十字叉丝的像与内置十字叉丝重合，并记录相应的示数，得到第一组示数；

在本发明的一个优选实施例中，步距的范围在0.01°-0.05°之间，步距和步数满足如下关系：

W＝θ·t

其中，W为目视镜的视场角；

θ为步距；

t为步数。

因此，设步距为0.03°，伺服控制回转载台每移动0.03°，调节自准直光管的动十字叉丝与内置十字叉丝重合，记录自准直光管的示数；在移动10个步距，即记录10次步数的示数后，自准直光管内置十字叉丝会超出目视镜的视场，此时完成顺时针方向旋转的记录，得到第一组示数。

S5、以预设步距逆时针旋转载台，回转载台至少旋转两个步数，每旋转一个步数，调节使自准直光管的动十字叉丝的像与内置十字叉丝重合，并记录相应的示数，得到第二组示数；

在本发明的一个优选实施例中，按照S4的方法，逆时针旋转回转载台，以同样的步距和步数记录自准直光管的示数，得到第二组示数。

S6、根述第一组示数和第二组示数绘制误差曲线。

在本发明的一个优选实施例中，可以往复记录顺时针与逆时针旋转回转载台时的数据各50组，然后进行测量重复性两次，得到如表1所示的回转角度测量数据。根据得到回转角度测量数据整理数据画出如图3所示的误差曲线。

表1回转角度测量数据

本发明利用精密扫描件工件台和自准直光管，创造性的通过使用高精度平面镜测量小于1°的回转角度误差，克服了精密扫描件工件台的回转载台负重不得超过500g的限制条件，使得测量装置不再受限于重量与环境影响，针对小角度回转角度误差检测更加方便快捷，提高工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种回转角度误差测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、搭建回转角度误差测量装置，所述回转角度误差测量装置包括精密扫描件工件台、自准直光管和平面反射镜，所述平面反射镜垂直固定在所述精密扫描件工件台的回转载台上；

S2、调节所述自准直光管的位置和高度，使经所述平面反射镜反射的所述自准直光管的动十字叉丝的像与所述自准直光管的内置十字叉丝的位置重合；

S3、沿第一方向调节所述自准直光管，使所述自准直光管的内置十字叉丝移动到所述目视镜一端边缘处；沿第二方向调节所述自准直光管，使所述自准直光管的内置十字叉丝移动到所述目视镜的另一端边缘处，所述第一方向与所述第二方向不同；

S4、以预设步距沿第一方向旋转所述回转载台，所述回转载台至少旋转两个步数，每旋转一个所述步数，调节所述自准直光管的动十字叉丝的像与所述内置十字叉丝重合，记录相应的示数，得到第一组示数；

S5、以预设步距沿第二方向旋转所述回转载台，所述回转载台至少旋转两个步数，每旋转一个所述步数，调节所述自准直光管的动十字叉丝的像与所述内置十字叉丝重合，记录相应的示数，得到第二组示数；

S6、根据所述第一组示数和所述第二组示数绘制误差曲线。

2.根据权利要求1所述的回转角度误差测量方法，其特征在于，所述平面反射镜通过L型工装固定在所述回转载台上；

所述L型工装的底面与所述回转载台固定；所述L型工装的侧面与所述平面反射镜的背面粘接。

3.根据权利要求2所述的回转角度误差测量方法，其特征在于，所述L型工装的侧面与底面的垂直度不超过0.005mm。

4.根据权利要求1所述的回转角度误差测量方法，其特征在于，步骤S1和步骤S2之间包括以下步骤：

S12、调整所述回转载台的端面跳动，使所述回转载台的端面跳动不超过0.01mm。

5.根据权利要求1或2所述的回转角度误差测量方法，其特征在于，所述平面反射镜的精度满足如下关系：

mtf＝λ/50

其中，λ为近红外波段的光源的波长。

6.根据权利要求1所述的回转角度误差测量方法，其特征在于，所述步距的范围为0.01°-0.05°。

7.根据权利要求1所述的回转角度误差测量方法，其特征在于，所述步距与所述步数满足如下关系式：

W＝θ·t

其中，W为所述目视镜的视场角；

θ为所述步距；

t为所述步数。

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