CN114383532B - 球面光学镜头三维轮廓检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种球面光学镜头三维轮廓检测装置，包括支撑组件、回转组件、定心组件、检测组件以及电控箱组件；回转组件和支撑组件连接设置在支撑组件上，电控箱组件设置在支撑组件内；定心、件连接设置在回转组件上；定心组件用于固定装夹待测光学镜头，定心组件用于调整待测光学镜头的位姿；回转组件用于给定心组件回转式供电；检测组件用于扫描定心组件上的待测光学镜头，检测组件能够实现不同扫描角度的扫描。本发明通过多组高精度机械运动组件联动，兼采用高精度检测探头，特殊方法处理被测数据，从而实现了高精度要求的部分光学镜头加工面型的三维轮廓的检测。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体地，涉及一种球面光学镜头三维轮廓检测装置，尤其是一种球面光学镜头三维轮廓高精度检测装置。
背景技术
在球面光学镜头的实际使用中，球面光学镜头的精度直接会影响其成像效果，所以在球面光学镜头完成制作后，需要对球面光学镜头的精度进行检测。但是，目前的检测方法偏心不准，检测装置的运转精度影响检测的问题。
公开号为CN107607298A的专利文献公开了一种光学镜头的性能测量方法及其检测设备，涉及一种光学镜头的性能测量方法及其检测设备，属于光学系统中的镜头性能检测领域，包括：检测台；投影机构；图像采集单元；距离调节机构，该距离调节机构用于安置投影机构并调节投影机构与光学镜头之间的距离；控制运算单元，该控制运算单元控制距离调节机构，并接收各图像采集器的信号输入，以生成用于表达光学镜头性能参数的多个指定的函数曲线，显示器单元；利用先进的光感系统计算机系统能够有效的对光学镜头性能进行数字化换算，提高光学镜头性能检测的准确性，降低人的主观态度对光学镜头性能的影响。但是该专利文献仍然存在检测方法偏心不准，检测装置的运转精度影响检测的缺陷。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种球面光学镜头三维轮廓检测装置。
根据本发明提供的一种球面光学镜头三维轮廓检测装置，包括支撑组件、回转组件、定心组件、检测组件以及电控箱组件；
所述回转组件和所述支撑组件连接设置在所述支撑组件上，所述电控箱组件设置在所述支撑组件内；所述定心、件连接设置在所述回转组件上；
所述定心组件用于固定装夹待测光学镜头，所述定心组件用于调整待测光学镜头的位姿；所述回转组件用于给所述定心组件回转式供电；
所述检测组件用于扫描所述定心组件上的待测光学镜头，所述检测组件能够实现不同扫描角度的扫描。
优选的，所述支撑组件包括平台和支撑框架；
所述平台连接设置在所述支撑框架上，所述回转组件设置在所述平台上，所述电控箱组件设置在所述支撑框架内。
优选的，还包括隔振组件；
所述隔振组件夹设在所述平台和所述支撑框架之间。
优选的，还包括万向脚轮；
所述万向脚轮连接设置在所述支撑框架远离所述平台的一端。
优选的，所述平台为大理石平台。
优选的，所述回转组件包括角秒级定位精度兼径、轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴以及导电滑环；
所述角秒级定位精度兼径设置在所述平台上，所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴设置在所述角秒级定位精度兼径上，所述导电滑环设置在所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上；
所述定心组件连接设置在所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上。
优选的，所述定心组件包括微米级X运动轴、微米级Y运动轴以及电爪；
所述微米级X运动轴连接设置在所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上，所述微米级Y运动轴连接设置在所述微米级X运动轴上，所述微米级Y运动轴通过所述微米级X运动轴沿第一水平方向移动；
所述电爪连接微米级Y运动轴，所述电爪通过所述微米级Y运动轴沿第二水平方向移动。
优选的，所述第一水平方向和第二水平方向相互垂直。
优选的，所述检测组件包括百纳米级检测探头、支撑件、检测升降Z轴、以及检测平移X轴；
所述支撑件连接设置在所述平台上，所述检测升降Z轴连接设置在所述支撑件上；
所述检测平移X轴连接设置在所述检测升降Z轴上，所述检测平移X轴通过所述检测升降Z轴沿竖直方向移动；
所述百纳米级检测探头连接设置在所述检测平移X轴上，所述百纳米级检测探头通过所述检测平移X轴沿第三水平方向移动。
优选的，所述百纳米级检测探头为微弹力自动伸缩百纳米级高精度检测探头。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过采用定心组件检测调整对正的结构，解决了存在偏心不准的问题；
2、本发明通过采用百纳米级汽浮回转主轴的结构，解决了机械式回转运动跳动精度低影响检测精度的问题；
3、本发明通过采用高精度辅助仪器检测补偿直线度偏差的方法，解决了自身检测运动结构精度低降低检测精度的问题；
4、本发明通过采用最小二乘法拟合曲线以及曲面的方法，使检测值更接近被检测物的真实值，解决了采用简单算法所得简化值导致的检测精确度更低的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的球面光学镜头三维轮廓检测装置的整体结构示意图。
图中示出：
支撑组件1 支撑件9
回转组件2 检测升降Z轴10
定心组件3 检测平移X轴11
X运动轴4 平台12
Y运动轴5 隔振组件13
电爪6 支撑框架14
检测组件7 电控箱组件15
检测探头8 万向脚轮16
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种球面光学镜头三维轮廓检测装置，包括支撑组件1、回转组件2、定心组件3、检测组件7以及电控箱组件15。回转组件2和支撑组件1连接设置在支撑组件1上，电控箱组件15设置在支撑组件1内，定心、件3连接设置在回转组件2上，定心组件3用于固定装夹待测光学镜头，定心组件3用于调整待测光学镜头的位姿，回转组件2用于给定心组件3回转式供电，检测组件7用于扫描定心组件3上的待测光学镜头，检测组件7能够实现不同扫描角度的扫描。
支撑组件1包括平台12和支撑框架14，平台12连接设置在支撑框架14上，回转组件2设置在平台12上，电控箱组件15设置在支撑框架14内。支撑组件1还包括隔振组件13，隔振组件13夹设在平台12和支撑框架14之间。支撑组件1还包括万向脚轮16，万向脚轮16连接设置在支撑框架14远离平台12的一端。平台12可以为大理石平台12，本实施例对此不做限制。
回转组件2包括角秒级定位精度兼径、轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴以及导电滑环。角秒级定位精度兼径设置在平台12上，轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴设置在角秒级定位精度兼径上，导电滑环设置在轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上，定心组件3连接设置在轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上。
定心组件3包括微米级X运动轴4、微米级Y运动轴5以及电爪6。微米级X运动轴4连接设置在轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上，微米级Y运动轴5连接设置在微米级X运动轴4上，微米级Y运动轴5通过微米级X运动轴4沿第一水平方向移动，电爪6连接微米级Y运动轴5，电爪6通过微米级Y运动轴5沿第二水平方向移动。第一水平方向和第二水平方向可以设计为相互垂直，本实施例对此不做限制。
检测组件7包括百纳米级检测探头8、支撑件9、检测升降Z轴10、以及检测平移X轴11，支撑件9连接设置在平台12上，检测升降Z轴10连接设置在支撑件9上，检测平移X轴11连接设置在检测升降Z轴10上，检测平移X轴11通过检测升降Z轴10沿竖直方向移动，百纳米级检测探头8连接设置在检测平移X轴11上，百纳米级检测探头8通过检测平移X轴11沿第三水平方向移动。百纳米级检测探头8为微弹力自动伸缩百纳米级高精度检测探头。
实施例2：
本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
本实施例提供一种球面光学镜头三维轮廓高精度检测装置包括：检测装置支撑台部件、回转模块部件、定心模块部件、检测模块部件以及电控箱部件。
其中电控箱部件放置于检测装置支撑台部件内下部，回转模块部件安装于检测装置支撑台部件的上的大理石平台构件的内部，而定心模块部件又安装于回转模块部件上面，检测模块部件安装于检测装置支撑台部件上面回转模块部件的右侧，以使探测头可从工件上部与侧面进行扫描检测。
其中检测装置支撑台部件包括大理石平台构件、隔振构件、支撑框架构件、可调万向脚轮构件。可调万向脚轮构件放置于支撑框架构件的最下部，可调水平与方便搬移；支撑框架构件上部与大理石平台构件之间采用隔振构件隔振，避免外部环境震动传递到被测工件，避免影响检测精度，大理石平台构件具备良好的材料性能，自身内部变形以及受温度变化影响也均极小，也能提高检测精度；
回转模块部件包括角秒级定位精度兼径、轴向跳动百纳米级汽浮高精度回转主轴以及导电滑环等构件。导电滑环安装于回转中心，为定心模块部件相关构件提供可回转式供电。
定心模块部件包括微米级高精度X运动轴构件、微米级高精度Y运动轴构件以及电爪构件。微米级高精度X运动轴构件安装于回转模块部件上面，进一步微米级高精度Y运动轴构件安装于微米级高精度X运动轴构件上部，再进一步电爪构件安装于微米级高精度Y运动轴构件上部。因被检测工件外圆自身存在加工偏差，装夹时也存在装夹偏差，定心模块部件的自动调整可用于减小上述两个偏差对轮廓检测精度的影响。
检测模块部件包括微弹力可自动伸缩百纳米级高精度检测探头构件、检测模块支撑件构件、检测升降Z轴构件以及检测平移X1轴构件。检测升降Z轴构件安装于检测模块支撑件构件上，检测平移X轴构件安装于检测升降Z轴构件上，微弹力可自动伸缩百纳米级高精度检测探头构件安装于检测平移X轴构件左侧末端，上面设置有微调结构，以保证微弹力可自动伸缩百纳米级高精度检测探头构件的探测点与回转模块部件的回转轴线重合，调整该重合度时还需采用高精度工装辅助。另检测平移X轴构件用于满足被测球面光学镜头的径向扫描，同时也满足一定范围不同外形半径内的球面光学镜头的扫描，检测升降Z轴构件用于满足不同高度球面光学镜头尺寸的匹配。若是被检测球面光学镜头需做轴向扫描时，需将微弹力可自动伸缩百纳米级高精度检测探头构件手动调整翻转180°，且再进一步手动调整微弹力可自动伸缩百纳米级高精度检测探头构件的探测点与回转模块部件的回转轴线的重合度，方法同上。另当X轴构件对被测球面光学镜头进行径向扫描时，其自身直线度的偏差对检测精度的影响也需提前采用高精度仪器检测出后并进一步用特殊算法处理掉，采用的算法可以是最小二乘法拟合曲线以及曲面的方法，本实施例对此不做限制。
本发明通过多组高精度机械运动组件联动，兼采用高精度检测探头，特殊方法处理被测数据，从而实现了高精度要求的部分光学镜头加工面型的三维轮廓的检测。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种球面光学镜头三维轮廓检测装置，其特征在于，包括支撑组件(1)、回转组件(2)、定心组件(3)、检测组件(7)以及电控箱组件(15)；
所述回转组件(2)和所述支撑组件(1)连接设置在所述支撑组件(1)上，所述电控箱组件(15)设置在所述支撑组件(1)内；所述定心组 件(3)连接设置在所述回转组件(2)上；
所述定心组件(3)用于固定装夹待测光学镜头，所述定心组件(3)用于调整待测光学镜头的位姿；所述回转组件(2)用于给所述定心组件(3)回转式供电；
所述检测组件(7)用于扫描所述定心组件(3)上的待测光学镜头，所述检测组件(7)能够实现不同扫描角度的扫描；
所述支撑组件(1)包括平台(12)和支撑框架(14)；
所述平台(12)连接设置在所述支撑框架(14)上，所述回转组件(2)设置在所述平台(12)上，所述电控箱组件(15)设置在所述支撑框架(14)内；
还包括隔振组件(13)；
所述隔振组件(13)夹设在所述平台(12)和所述支撑框架(14)之间；
所述回转组件(2)包括角秒级定位精度兼径、轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴以及导电滑环；
所述角秒级定位精度兼径设置在所述平台(12)上，所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴设置在所述角秒级定位精度兼径上，所述导电滑环设置在所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上；
所述定心组件(3)连接设置在所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上。
2.根据权利要求1所述的球面光学镜头三维轮廓检测装置，其特征在于，还包括万向脚轮(16)；
所述万向脚轮(16)连接设置在所述支撑框架(14)远离所述平台(12)的一端。
3.根据权利要求1所述的球面光学镜头三维轮廓检测装置，其特征在于，所述平台(12)为大理石平台(12)。
4.根据权利要求1所述的球面光学镜头三维轮廓检测装置，其特征在于，所述定心组件(3)包括微米级X运动轴(4)、微米级Y运动轴(5)以及电爪(6)；
所述微米级X运动轴(4)连接设置在所述轴向跳动百纳米级汽浮回转主轴上，所述微米级Y运动轴(5)连接设置在所述微米级X运动轴(4)上，所述微米级Y运动轴(5)通过所述微米级X运动轴(4)沿第一水平方向移动；
所述电爪(6)连接微米级Y运动轴(5)，所述电爪(6)通过所述微米级Y运动轴(5)沿第二水平方向移动。
5.根据权利要求4所述的球面光学镜头三维轮廓检测装置，其特征在于，所述第一水平方向和第二水平方向相互垂直。
6.根据权利要求1所述的球面光学镜头三维轮廓检测装置，其特征在于，所述检测组件(7)包括百纳米级检测探头(8)、支撑件(9)、检测升降Z轴(10)、以及检测平移X轴(11)；
所述支撑件(9)连接设置在所述平台(12)上，所述检测升降Z轴(10)连接设置在所述支撑件(9)上；
所述检测平移X轴(11)连接设置在所述检测升降Z轴(10)上，所述检测平移X轴(11)通过所述检测升降Z轴(10)沿竖直方向移动；
所述百纳米级检测探头(8)连接设置在所述检测平移X轴(11)上，所述百纳米级检测探头(8)通过所述检测平移X轴(11)沿第三水平方向移动。
7.根据权利要求6所述的球面光学镜头三维轮廓检测装置，其特征在于，所述百纳米级检测探头(8)为微弹力自动伸缩百纳米级高精度检测探头。
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|---|---|---|---|---|
| CN106441153A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 北京理工大学 | 一种大口径非球面元件轮廓检测装置及方法 |
| CN108204789A (zh) * | 2016-12-17 | 2018-06-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 用于检测大口径平面光学元件面形拼接的装置及检测方法 |
| CN110455246A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-15 | 浙江大学 | 一种用于共形光学元件的面形测量装置及方法 |
| CN211740141U (zh) * | 2020-05-08 | 2020-10-23 | 孙亮 | 一种具有光学导航功能的激光轮廓检测系统 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441153A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 北京理工大学 | 一种大口径非球面元件轮廓检测装置及方法 |
| CN108204789A (zh) * | 2016-12-17 | 2018-06-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 用于检测大口径平面光学元件面形拼接的装置及检测方法 |
| CN110455246A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-15 | 浙江大学 | 一种用于共形光学元件的面形测量装置及方法 |
| CN211740141U (zh) * | 2020-05-08 | 2020-10-23 | 孙亮 | 一种具有光学导航功能的激光轮廓检测系统 |
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