[发明专利]一种用于大尺寸光学窗口零件面形和平行差开放式检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种用于大尺寸光学窗口零件面形和平行差开放式检测装置，其特征在于：包括上平台，下平台，支架，升降螺杆，导轨，滑块，锁紧块，限位块，俯仰和旋转调整机构和载物台；

所述上平台中心设有中心通孔，中心通孔周围设有圆周均布的安装孔用来安装干涉仪，下表面四个角设有安装升降螺杆的螺孔；所述下平台基体为气浮式隔震平台，下平台设有用于安装支架和导轨的螺孔；所述支架底部通过螺钉连接在下平台上，支架顶部安装升降螺杆，升降螺杆的另一端通过螺钉安装在上平台上，通过升降螺杆调平上平台和下平台，形成大尺寸光学窗口零件开放式测试区域；

两根平行导轨通过螺钉安装在下平台上，上平台中心通孔在下平台的投影落在两根平行导轨之间；所述限位块安装在导轨两端；所述俯仰和旋转调整机构为可实现零件旋转和俯仰的机械传动结构；所述载物台安装在所述俯仰和旋转调整机构上；所述滑块和锁紧块的上部通过螺钉与俯仰和旋转调整机构连接，滑块和锁紧块的下部安装在导轨上，实现俯仰和旋转调整机构的平移和锁紧；

利用所述开放式检测装置检测大尺寸光学窗口零件面形的方法包括以下步骤：

步骤1：将干涉仪安装在上平台上，使干涉仪镜头处于上平台中心通孔中；将俯仰和旋转调整机构平移到测试区域外，将零件放置到载物台中心上，将俯仰和旋转调整机构平移到测试区域内，目视零件中心与干涉仪镜头中心重合，锁紧俯仰和旋转调整机构；

步骤2：调整俯仰和旋转调整机构的俯仰旋钮，使零件的表面像和干涉仪的标准像产生干涉，形成干涉条纹，获得零件中心区域的干涉图样；

步骤3：当Φ＜零件直径Φ′≤3Φ时，Φ为干涉仪镜头直径，调整俯仰和旋转调整机构，以零件中心为坐标原点，在以坐标((Φ′-Φ)/2，0)、(0，(Φ′-Φ)/2)和((Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4，(Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4)为圆心，Φ为直径的三个区域按照步骤2形成干涉条纹，获得上述三个区域的干涉图样；分析三个区域干涉图样数目和形态差异，调整机床的主轴转速、摆轴速度、摆幅大小，直到三个区域的干涉图样一致，符合设计要求；

当3Φ＜零件直径Φ′≤Min[a,b]，a、b分别为检测装置中的测试区域的长和宽，调整俯仰和旋转调整机构，以零件中心为坐标原点，在以坐标((Φ′-Φ)/4，0)、((Φ′-Φ)/2，0)、(0，(Φ′-Φ)/4)、(0，(Φ′-Φ)/2)和((Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4，(Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4)为圆心，Φ为直径的五个区域按照步骤2形成干涉条纹，获得上述五个区域的干涉图样；分析五个区域干涉图样数目和形态差异，调整机床的主轴转速、摆轴速度、摆幅大小，直到五个区域的干涉图样一致，符合设计要求；

利用所述开放式检测装置检测大尺寸光学窗口零件平行差的方法包括以下步骤：

步骤4：将干涉仪安装在上平台上，使干涉仪镜头处于上平台中心通孔中；将俯仰和旋转调整机构平移到测试区域外，将零件放置到载物台中心上，将俯仰和旋转调整机构平移到测试区域内，目视零件中心与干涉仪镜头中心重合，锁紧俯仰和旋转调整机构；

步骤5：调整俯仰和旋转调整机构的俯仰旋钮，使零件的两个表面产生干涉，形成干涉条纹，获得干涉图样，读取此时干涉图样中干涉条纹的数目N，根据等厚干涉平行差计算公式，得到该区域的平行差；

步骤6：当Φ＜零件直径Φ′≤3Φ时，Φ为干涉仪镜头直径，调整俯仰和旋转调整机构，以零件中心为坐标原点，在以坐标((Φ′-Φ)/2，0)、(0，(Φ′-Φ)/2)、((Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4，(Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4)、((Φ-Φ′)/2，0)、((Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4，(Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4)、(0，(Φ-Φ′)/2)、((Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4，(Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4)、((Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4，(Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4)为圆心，Φ为直径的八个区域按照步骤5形成干涉条纹，获得所述八个区域的干涉图样，按照步骤5对零件所述八个区域的平行差进行测试，得到所述大尺寸光学窗口零件全范围内的局部平行差；

当3Φ＜零件直径Φ′≤Min[a,b]时，a、b分别为测试区域的长和宽，调整俯仰和旋转调整机构，以零件中心为坐标原点，在以坐标((Φ′-Φ)/4，0)、((Φ′-Φ)/2，0)、(0，(Φ′-Φ)/4)、(0，(Φ′-Φ)/2)、((Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4，(Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4)、((Φ-Φ′)/4，0)、((Φ-Φ′)/2，0)、((Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4，(Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4)、(0，(Φ-Φ′)/4)、(0，(Φ-Φ′)/2)、((Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4，(Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4)、((Sqrt(2)*(Φ′-Φ))/4，(Sqrt(2)*(Φ-Φ′))/4)为圆心，Φ为直径的十二个区域按照所述步骤5形成干涉条纹，获得所述十二个区域的干涉图样，按照所述步骤5对零件所述十二个区域的平行差进行测试，得到所述大尺寸光学窗口零件全范围内的局部平行差。

2.根据权利要求1所述一种用于大尺寸光学窗口零件面形和平行差开放式检测装置，其特征在于：所述限位块为“L”形角块，“L”形角块的两直角边分别设有安装孔，一个直角边通过螺钉与下平台连接，安装在导轨一端，另一个直角边安装螺钉和螺母，螺帽上设有胶套。