[发明专利]高精度六自由度光学组件性能测试方法

权利要求书

1.一种高精度六自由度光学组件性能测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

安装性能测试软件，并进行调试，以确保性能测试软件正常工作；

使用安装的所述性能测试软件，进行高精度六自由度光学组件的行程测试；

使用安装的所述性能测试软件，进行高精度六自由度光学组件的分辨率测试；

使用安装的所述性能测试软件，进行高精度六自由度光学组件的稳定性测试；

其中，所述的安装性能测试软件具体包括：

将高精度位置传感器的接线端接入信号处理模块；

使用RS-232总线，将信号处理模块接入计算机；

高精度位置传感器安装完成后，使用传感器配套软件的数据读取功能，确保其能与计算机端通信，并获取高精度位置传感器采集数据；

根据所采集的高精度位置传感器数据，手动微调所述传感器在高精度六自由度光学组件上的安装位置，确保其读数位于工作范围内；

高精度位置传感器的位置确定后，固定所述传感器，并记录当前状态下的传感器采集数据；

所述步骤使用安装的所述性能测试软件，进行高精度六自由度光学组件的行程测试，包括：

步骤S211，选定需要测试的自由度，并设定单位调整距离，根据单位调整距离，调整高精度六自由度光学组件，分别向正向、反向进行调整，获取对应自由度的位置值数据及图像，从而判断线性区间上限值及下限值；

步骤S212，判断线性区间后，根据最大行程指标要求，从线性区间内截取长度与最大行程相同的区间，将高精度六自由度光学组件调整到线性区间中点，并获取对应的传感器位置值数据；

步骤S213，记录此时的六自由度坐标值，以其作为测试零点；

步骤S214，仍以单位调整距离为基准，向正向进行位置调整，调整长度为最大总行程的一半，调整完毕后，逐步调整回到测试零点；再向反向进行位置调整，调整长度同样为最大总行程的一半，调整完毕后，逐步调整回到测试零点，记录数据及图像；

步骤S215，更换测试自由度，重复步骤S211-S214，直至六自由度均完成测试；

所述的步骤使用安装的所述性能测试软件，进行高精度六自由度光学组件的分辨率测试，包括：

步骤S311，调整高精度六自由度光学组件位置，使测试自由度的位置数据尽可能接近测试零点；

步骤S312，选定需要测试的自由度，并设置单位调整步长，在需要测试的自由度下，按单位调整距离正向调整5步，记录数据及图像；接着，按单位调整距离反向调整5步，测试并记录图像；

步骤S313，更换测试自由度，重复步骤S311-S312，直至六自由度均完成测试；

所述的步骤使用安装的所述性能测试软件，进行高精度六自由度光学组件的稳定性测试，其中的短期稳定性测试包括：

步骤S411，调整高精度六自由度光学组件位置，使测试自由度的位置数据尽可能接近测试零点；

步骤S412，调整完成后，在此状态下，以分别以1/5s为采集总时间，采集多组被测自由度的位置数据，取最差值，并记录；

步骤S413，更换测试自由度，重复步骤S411-S412，直至六自由度均完成测试；

所述的步骤使用安装的所述性能测试软件，进行高精度六自由度光学组件的稳定性测试，其中的长期稳定性测试包括：

步骤S421，调整高精度六自由度光学组件位置，使测试自由度的位置数据尽可能接近测试零点；

步骤S422，调整完成后，在此状态下，设置长期稳定性测试所需时间，采集多组被测自由度的位置数据，取最差值，并记录；

步骤S423，更换测试自由度，重复步骤S421-S422，直至六自由度均完成测试。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调试性能测试软件具体包括：

预设坐标系建立：根据所述高精度六自由度光学组件的实际情况，建立预设坐标系；

六自由度解算：根据建立的所述预设坐标系，以及高精度六自由度光学组件设计过程中的关键数据，进行六自由度解算，以达到将所述高精度位置传感器采集的位置数据，转换为基于预设坐标系的光学元件六自由度位置数据的目的。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单位调整距离为：平动方向单位调整距离为50μm，转动方向单位调整距离为200μrad。