[发明专利]一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法

权利要求书

1.一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其所使用的测量系统包括基座、立柱、X向直线平台、Y向直线平台、Z向直线平台和Z向旋转平台，所述的Y向直线平台位于所述的X向直线平台的下方，所述的基座上设置有用于驱动所述的Y向直线平台沿Y向移动的Y向驱动机构，所述的Y向直线平台上设置有用于驱动所述的X向直线平台沿X向移动的X向驱动机构，所述的Z向旋转平台位于所述的X向直线平台的上方，所述的X向直线平台上设置有用于驱动所述的Z向旋转平台旋转的Z向旋转驱动机构，所述的立柱垂直固定在所述的基座上，所述的立柱上设置有用于驱动所述的Z向直线平台沿Z向移动的Z向驱动机构，所述的Z向直线平台上固定设置有测头，所述的X向直线平台上固定设置有X向线位移传感器，所述的Y向直线平台上固定设置有Y向线位移传感器，所述的Z向直线平台上固定设置有Z向线位移传感器，所述的Z向旋转平台上固定设置有角位移传感器，其特征在于该测量系统的对中方法包括以下具体步骤：

(1)、在Z向旋转平台上固定对中试件，对中试件的下表面为水平面、上表面为倾斜面；

(2)、控制Z向旋转驱动机构驱动Z向旋转平台转动一周，测头测得其探针相对于对中试件上表面的运动轨迹的高度差为Δh；

(3)、控制X向驱动机构驱动X向直线平台沿X向移动微小距离Δx'，然后控制Z向旋转驱动机构驱动Z向旋转平台转动一周，测头测得其探针相对于对中试件上表面的运动轨迹的高度差为Δh'；

(4)、将所测得的两次高度差Δh、Δh'代入关系式：

得到测头探针的扫描起点与Z向旋转平台的旋转中心之间的X向对中误差Δx和Y向对中误差Δy，式中：α为对中试件的上表面与水平面之间的夹角，即对中试件的倾斜面的倾角；

(5)、控制X向驱动机构驱动X向直线平台向靠近测头探针的方向移动Δx距离，控制Y向驱动机构驱动Y向直线平台向靠近测头探针的方向移动Δy距离，使测头探针的扫描起点与Z向旋转平台的旋转中心重合。

2.如权利要求1所述的一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其特征在于：所述的X向驱动机构、所述的Y向驱动机构和所述的Z向驱动机构的结构均相同，所述的Y向驱动机构包括安装座、伺服电机和丝杆，所述的安装座固定在所述的基座上，所述的伺服电机固定在所述的安装座上，所述的Y向直线平台与所述的安装座Y向水平滑动配合，所述的丝杆与所述的伺服电机同轴固定连接，所述的Y向直线平台与所述的丝杆相螺接。

3.如权利要求1所述的一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其特征在于：所述的X向驱动机构、所述的Y向驱动机构和所述的Z向驱动机构均为直线电机。

4.如权利要求1所述的一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其特征在于：所述的Z向旋转驱动机构为DD马达。

5.如权利要求1所述的一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其特征在于：所述的测头为机械触针式测头或光学非接触式测头，所述的光学非接触式测头为几何光探针式测头或物理光探针式测头。

6.如权利要求5所述的一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其特征在于：所述的光学非接触式测头为干涉显微式测头或结构光式测头。

7.如权利要求1所述的一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其特征在于：所述的X向线位移传感器、所述的Y向线位移传感器和所述的Z向线位移传感器均采用光栅尺或激光干涉仪，所述的角位移传感器采用光电式编码器或磁编码器。

8.如权利要求1所述的一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其特征在于：所述的基座、所述的立柱和所述的对中试件的材料均为大理石。