[发明专利]测量回转曲面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及，特别是一种基于Taylor-Hobson触针式轮廓仪的装夹测量回转曲面的方法。

背景技术

光学元件的传统检测方法与技术已沿用了数十年。光学检测涉及被测元件材料、口径、种类以及测试技术、仪器和设备等。被测元件的种类繁多，包括有平行平板、球面、非球面、自由曲面、衍射光栅、锥镜、柱面透镜等，非球面中有特殊的非球面如抛物面、椭球面、双曲面和除此以外的其它非球面。光学检测中常用的主要仪器可分为干涉仪类、表面轮廓仪类、MTF测试仪类、精密球径仪类、焦距与偏心测试仪器类及其它仪器等。

国内外都在研制和发展各自的先进仪器。国内以南京理工大学和成都太科公司为代表的干涉仪制造厂家，各类数字式干涉仪产品口径有Φ25mm～Φ600mm；进口以美国Zygo公司为代表从口径4″～32″各类干涉仪；Zygo公司以3D干涉显微镜为基本原理发展的非接触式表面轮廓仪，从早期Maxim3D5700到现代最新的ZemapperSystem等；英国Taylor-Hobson触针式轮廓仪；满足实际需求的三坐标测量仪、4D干涉仪等。

然而，在光学检测仪器和技术应用上，仍存在很多问题和不足。目前，尚未有关于利用Taylor-Hobson触针式轮廓仪在批量化生产中减少产品在检测环节检测回转对称曲面的滞留时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Taylor-Hobson触针式轮廓仪的装夹测量回转曲面的方法，以解决曲面口径为10～50mm或者1-3mm小口径的零件批量化生产中检测环节每次都需要去寻找回转曲面的中心的问题，尤其是在遇到大R值小口径回转曲面进行检测时需频繁的去偏移调整，其过程即繁琐又困难且浪费了大量工时。

为解决上述技术问题，本发明首先将首个被测曲面设置于夹紧机构上，夹紧机构设置于Taylor-Hobson触针式轮廓仪上，然后以被测曲面水平方向最右端X2和最左端X1的差值为测量长度ΔX，调整高度方向上的坐标值以得到若干条轮廓线，找到最接近被测曲面中心点的轮廓线并保存数据，之后的被测曲面使用保存数据即可找到中心点。

调整高度方向上的坐标具体步骤包括：

步骤一、目测将测针针尖放在被测曲面中心的正上方，记录当前显示的高度方向Y坐标值；

步骤二、将记录的Y坐标值减去0.1mm，得到Y1值。将针尖抬起，手动将三维工作台移动至Y1坐标处，测针下垂，输入测量名称和测量长度ΔX后开始测量，得到第一条轮廓线；

步骤三、将针尖抬起，将Y1坐标值加上0.01mm，得到Y2值。手动将三维工作台移动至Y2坐标处，测针下垂，输入测量名称和测量长度ΔX后开始测量，得到第二条轮廓线；

步骤四、在Y2的基础上以0.01mm为间距，得到Y3，Y4……Y21，重复步骤三直至得到第二十一条轮廓线；

所述的找到最接近被测曲面中心点的轮廓线具体实现方式为：将被测曲面以及夹紧机构移至金相显微镜200倍视野下，调整前后方向确保在显微镜下看到的第一条线与Taylor-Hobson触针式轮廓仪上测量的第一条线为同一条线即Y1，依此为起点逐条观察划线痕迹，其中最接近工件加工回转中心点的那条线，即为目标值，记录下该条轮廓线的编号。

所述的最接近被测曲面中心点是指与实际中心点距离误差小于0.01mm的中心点。

所述的夹紧机构包括从上至下依次设置的第一夹具体、第二夹具体和第三夹具体，其中：第三夹具体设置于Taylor-Hobson触针式轮廓仪上，被测曲面设置于第一夹具体和第二夹具体之间。

所述的第一夹具体为弹簧夹头结构。

所述的第二夹具体的上部与第一夹具体旋紧配合，下部开有与第三夹具体扣合的V字形槽。

所述的第三夹具体的上部设有与第二夹具体的下部扣合的凸起球结构，下部设有与Taylor-Hobson触针式轮廓仪夹紧设置的突出的圆柱结构。

所述的第二夹具体和第三夹具体上设有对齐标识。

本发明方法的效果是利用金相显微镜在完成一次装夹调整后可重复且准确地找到最接近待测非球面中心的轮廓线，继而得到准确的面型值，在保证检测质量的同时，又大幅度的降低检测工时，满足生产线上快速检测的需求。

附图说明

图1是本发明Taylor-Hobson触针式轮廓仪示意图。

图2是本发明测量曲面面型时的示意图。

图3是本发明夹紧机构的爆炸图。

图4是本发明夹紧机构的示意图。

图5是被测曲面的中心在金相显微镜放大200倍下的示意图。