[发明专利]非接触式配流盘平面度检测装置及方法

权利要求书

1.一种非接触式配流盘平面度检测装置，其特征在于：包括移动控制模块、检测模块、实验台及支撑架模块和数据处理及显示模块，所述移动控制模块包括气浮转台控制模块、X向导轨控制模块与Z向导轨控制模块。

所述龙门架与气浮转台置于大理石台上，所述配流盘置于气浮转台中央，用固定销固定，将X向导轨固定在龙门架上，Z向导轨固定在X向导轨滑块上，Z向导轨随X向导轨滑块滑动，所述激光位移传感器安装在Z向导轨连接板上，通过Z向电机与Z向联轴器，随Z向导轨滑块上下滑动。工控机通过控制运动控制卡控制相应电机，进而控制X向导轨、Z向导轨与气浮转台的运动。

2.根据权利要求1所述的非接触式配流盘平面度检测装置，其特征在于：所述气浮转台控制模块端跳小于250nm，测量精度小于2.5μm。所述X向导轨控制模块用于改变非接触式配流盘平面度检测装置的传感器相对于气浮转台的中心距离，使该装置可测量不同半径大小被测工件。所述Z向导轨控制模块用于改变非接触式配流盘平面度检测装置的传感器相对于气浮转台转盘的垂直距离，使被测工件处于传感器位移测量的最佳位置，且可适应不同厚度被测工件。

3.根据权利要求1所述的非接触式配流盘平面度检测装置，其特征在于：所述的检测模块，即激光位移传感器，用于采集非接触式配流盘平面度检测装置的数据点，避免在测量过程中传统的接触式传感器测头磨损，从而引入测头磨损误差，且可获得大量数据点，精确反映被测工件表面平面度状况。本发明装置选用传感器精确度可达0.2μm，重复精度约为0.2μm，满足配流盘平面度误差小于等于5μm。

4.根据权利要求1所述的非接触式配流盘平面度检测装置，其特征在于：所述的实验台及支撑架模块包括实验柜和龙门架，所述实验柜用于安装龙门架、气浮转台以及显示装置；所述龙门架用于支撑X向导轨、Z向导轨以及激光位移传感器，所述龙门架采用三角结构，可增加装置稳定性。本发明装置在横梁上打若干个等间距的孔，方便安装X向导轨。

5.根据权利要求1所述的非接触式配流盘平面度检测装置，其特征在于：所述的数据处理及显示模块用于非接触式配流盘平面度检测装置数据测量后，进行误差校正与平面度误差评定，最终将平面度误差结果显示在电脑上。

6.非接触式配流盘平面度检测装置检测方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：第一步，开启气浮转台，使气浮转台正常工作，将配流盘置于气浮转台上，用固定销固定配流盘，将X向导轨滑块移动到第一个圆环处，再移动Z向导轨滑块，使激光位移传感器与被测工件的距离大致处于最佳测量位置上，用软件控制气浮转台，X向导轨和Z向导轨的电机。第二步，X向导轨滑块和Z向导轨滑块都固定不动，激光位移传感器测量一次，然后气浮转台开始转动，每转动30°激光位移传感器测量一次，转过11次后，X向导轨移动到第二个圆环处，然后激光位移传感器再次测量，气浮转台旋转测量12次。第三步，将每次测量得到的值传入电脑，利用电脑将X向导轨与气浮转台平行度误差补偿到测得值中，依据交叉准则进行最小包容区域拟合，得到各测点相对于拟合平面的差值，再将拟合平面差值带入激光位移传感器误差补偿关系，得到相应差值，最后找到差值的最大值f_max与最小值f_min，平面度误差f即为最大值f_max与最小值f_min之差。

7.根据权利要求5所述的非接触式配流盘平面度检测装置检测方法，其特征在于：配流盘直径为120mm左右，布点数选择根据国标推荐，选用24点进行布点测量。以国标为参考，本方法的布点方式选用圆环形布点方式一。