[发明专利]球面干涉拼接测量装置及其调整方法

权利要求书

1.一种球面干涉拼接测量装置，其特征在于：包括干涉仪（1）、支座（2）、六维调整架（3）、CGH（4）、一维导轨平台（5）、被测件（6）、一维调整机构（7）、二维调整机构（8）、四维调整机构（9）、电控升降台（10）；所述支座（2）上安装干涉仪（1）和一维导轨平台（5），所述一维导轨平台（5）上安装六维调整架（3），所述CGH（4）安装在六维调整架（3）上，使干涉仪（1）出射光轴能够通过CGH（4）的中心，并且能调整CGH（4）与被测件（6）之间的距离；由所述一维调整机构（7）、二维调整机构（8）、四维调整机构（9）和电控升降台（10）组成被测件调节机构，被测件调节机构下端是电控升降台（10），所述电控升降台（10）上面固定四维调整机构（9），用来调整被测件（6）的球心与CGH（4）产生的球面波焦点重合，所述四维调整机构（9）上面固定二维调整机构（8），用来调整被测件（6）的球心与被测件调节机构的旋转中心线重合，所述一维调节机构（7）固定在二维调整机构（8）上，一维调节机构（7）上面固定被测件（6）。

2.根据权利要求1所述的球面干涉拼接测量装置，其特征在于：所述一维调整机构（7）是：被测件（6）固定在旋转轴（12）上，旋转轴（12）固定在第一精密转动平台（11）上，第一精密转动平台（11）固定在连接板（13，13’）上，满足被测件（6）绕着旋转轴（12）自转自由度的调节。

3.根据权利要求1所述的球面干涉拼接测量装置，其特征在于：所述二维调整机构（8）是：上二维直动平台（14，14’）上面固定连接板（13，13’），满足被测件（6）水平面上前后左右移动两个自由度的调节。

4.根据权利要求1所述的球面干涉拼接测量装置，其特征在于：所述四维调整机构（9）是：下二维直动平台（17，17’）上面固定一维竖直方向直动平台（16），而第二精密转动平台（15）固定在该一维竖直直动平台（16）上，满足被测件（6）水平方向前后左右移动，水平旋转，上下移动四个自由度的调节。

5.一种球面干涉拼接测量装置的调整方法，用于对权利要求1所述的球面干涉拼接测量装置进行调整，其特征在于，操作步骤如下：

1）安装调整CGH（4）：CGH（4）安装在六维调整架（3）上，将六维调整架（3）安装在一维导轨平台（5）上；

2）调整二维调整机构（8）：使用水平的千分表对被测件（6）进行调心：调心是将千分表指针顶在被测件（6）上，通过调整上二维直动平台（14，14’）来调节被测件（6）球面的球心位置，直至千分表示数在被测件（6）转动过程中几乎不变；

3）调整一维导轨平台（5）与电控升降台（10）：移动一维导轨平台（5）和电控升降台（10）的位置，使CGH（4）与被测件（6）的球心距离为CGH（4）产生的球面波的后焦点，并且调整被测件（6）在适合的高度；调整CGH（4）的方位，使干涉仪（1）光轴垂直通过CGH（4）的中心；

4）调整四维调整机构（9）：首先在光源模式下找到反射光斑，通过调节下二维直动平台（17，17’）和一维竖直直动平台（16），将反射光斑逐渐调至十字交叉线中心；再切换至条纹模式进行细调，根据干涉条纹不同而调节不同自由度：面对干涉仪（1），竖条纹则调节左右移动，横条纹则调节上下移动，中间疏两边密条纹则调节离焦；干涉条纹越少，被测件（6）球心与球面波焦点重合越好；

5）保持步骤3）的状态，对被测件（6）再进行一次调心，并切换至光源模式，根据被测件（6）的大小，调整第一精密转动平台（11）至一定角度，重复步骤4）；

6）不断调整第一精密转动平台（11），并切换至光源模式，使光点不偏出十字交叉中心，确保在条纹模式下被测件（6）转动一周，每个位置都有干涉条纹图，实现整周检测；

7）对于较大的被测件（6），重复步骤5）和6），直至被测件（6）的所有区域测量完毕。