[发明专利]环抛中大尺寸修正盘表面形状误差的检测方法

说明书

本发明提供一种环抛中大尺寸修正盘表面形状误差的高精度检测方法。环抛中大尺寸修正盘表面形状误差的检测方法，该方法包括以下步骤：1)采用位移传感器以圆弧路径检测修正盘的表面形状；2)采用直线度表桥标定参考点相对于中心点的高度；3)生成修正盘的径向轮廓。本发明针对大尺寸修正盘工作面朝下并且难以翻转的问题，根据修正盘表面形状呈中心对称分布的特点，结合机床抛光盘的旋转运动以圆弧路径扫描测得修正盘的表面形状。本发明能够检测大型环抛机中大尺寸修正盘的表面形状误差，检测过程简单方便且精度较高，通过本发明方法获得修正盘的表面形状，可以推测沥青抛光盘的形状，从而调整环抛加工工艺参数以改善光学元件的面形精度。

技术领域

本发明属于光学加工领域，尤其涉及一种环抛中大尺寸修正盘表面形状误差的检测方法。

背景技术

环抛机通常采用大尺寸、高稳定性的天然花岗岩制成抛光盘基盘，基盘表面浇制环形的沥青胶层作为抛光盘。沥青抛光盘的环带表面依次放有修正盘和工件盘，其中修正盘用于修正和控制抛光盘的形状误差，而工件盘则用于把持元件。加工时抛光盘、修正盘、工件盘均以一定的转速绕逆时针方向匀速旋转，放在工件盘孔内的光学元件在沥青抛光盘及其承载的抛光颗粒作用下产生材料去除从而形成光学表面。

由于大型环抛机采用大尺寸修正盘来修正和控制抛光盘的形状误差，因此修正盘的表面形状对于抛光盘的形状误差具有重要的影响。对于大尺寸修正盘表面形状误差的检测，由于其重量可达1吨以上，直径甚至超过2米，并且工作面朝下且难以搬运和翻转，因此难以采用常见的干涉仪、三坐标测量仪等进行检测。抛光时修正盘以一定的偏距放在抛光盘的环带上，修正盘和抛光盘均在伺服电机驱动下进行自转，因此修正盘的形状误差呈中心对称分布。CN106225647A公开了一种采用中间带有探针的直线度表桥沿修正盘半径方向分段检测各子段的直线度，然后通过数据处理获得整个半径方向直线度的检测方法，由于探针连接的千分表精度较低，且根据分段检测数据生成整个直径方向的轮廓时，各分段检测数据的误差将会得到累加并被放大，从而影响整体的测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环抛中大尺寸修正盘表面形状误差的高精度检测方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：环抛中大尺寸修正盘表面形状误差的检测方法，该方法包括以下步骤：1)采用位移传感器以圆弧路径检测修正盘的表面形状；2)采用直线度表桥标定参考点相对于中心点的高度；3)生成修正盘的径向轮廓。

进一步的，所述步骤1)为：吊起修正盘使修正盘与抛光盘表面接近平行；将平板放在修正盘下方的抛光盘表面，然后将位移传感器固定于平板上，确保位移传感器的探测头的检测点指向修正盘的中心，位移传感器检测的距离数据通过数据线输送至电脑；开启抛光盘的逆时针匀速旋转运动，位移传感器随抛光盘一起匀速旋转，待位移传感器进入修正盘下方时开始记录测得的探测头与修正盘的距离，位移传感器离开修正盘下方时停止记录距离数据，从而获得圆弧路径上位移传感器的探测头相对于修正盘的距离数据，抛光盘的转速记为ω，位移传感器的检测采样时间间隔记为t(s)，检测点分别记为1,…,i,…,m，对应检测结果记为h₁,…,h_i,…,h_m。

进一步的，所述位移传感器通过磁力表座固定于平板上。

进一步的，所述步骤2)为：选择修正盘表面的任一点作为参考点p，参考点与修正盘中心的距离为d；采用跨度为2d的直线度表桥检测参考点相对于中心点的高度，检测时直线度表桥的中间探针位于中心点，两端支点分别位于参考点及其对称点，检测结果即为参考点的实际形状误差，记为h₀。

进一步的，所述步骤3)为：a)建立坐标系和分解误差；b)分离Y方向的倾角误差；c)分离X方向的倾角误差。