專利名稱：直讀式球面光學零件弧高及半徑檢測裝置及其檢測方法
技術領域：
本發明屬于光學檢測技術領域，是一種適用于球面光學對板、樣板、透鏡 或者球面裝夾模具的弧高及半徑檢測裝置及其檢測方法。
背景技術：
曲率半徑及弧高是光學零件加工以及確定其性能的關鍵參數，曲率半徑的 誤差會影響透鏡的焦距，進而還會影響到透鏡的成像距離以及放大倍率。隨著 光學技術的不斷發展，對光學零件的加工精度提出了更高的要求，對各項參數 的加工控制更加嚴格。對于球面零件來說，如何精確控制它的曲率半徑，也成 為加工中經常需要解決的問題。
現有技術中，觀懂球面光學零件的曲率半徑普遍采用測環式裝置，它是由 幾組測環和一個長度測量系統組成，根據不同的測量范圍，選用不同直徑的測 量環。長度測量系統的讀數機構采用光學投影式結構，讀數需要人工瞄準分辨 讀數。由于操作者眼晴分辨能力和視覺習慣的不同，因而不可避免地存在不同 程度的讀數誤差，而且這種讀數重復性差，甚至會嚴重影響透鏡曲率半徑測量 值的準確性。其次，由于測量所得的讀數只是一個中間量值，曲率半徑值還需 要通過人工計算才能得到，因而計算的準確率及檢測效率都比較低。另外，這 種裝置中帶動光學標尺移動的聯動機構是采用重錘與細銅索通過滑輪傳動的方 式，而且這種設備結構裝配位置特別緊湊， 一旦傳動機構出現故障，維修起來 十分麻煩。
現有技術中還公開了一種變徑式檢測球面曲率半徑的裝置，它將測環式裝
置改為變徑式，采用一組由3個定位爪按一定方式移動的結構取代了測量環， 采用光柵尺檢測。該結構不需要更換測量環就可以檢測不同零件的曲率半徑。 但是，由于3個定位爪要按照一定的方式始終嚴格保持在一個固定圓心的圓周 上，因而導致整體結構比較復雜，連動構件多，而且加工制作精度要求高，加 之裝置中采用步進電機驅動，因此造價也比較高。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠適應大批量產品的自動化檢測，而且結構簡 單、操作簡便、性能可靠、檢測效率高、造價低，并能夠保證檢測精度的直讀 式球面光學零件弧高及半徑檢測裝置及其檢測方法。
實現本發明的目的所采取的技術方案是該裝置是由光柵檢測機構，數據 處理器、計算機和顯示器組成，其中光柵檢測機構具有一個固定在底座上的 筒體，筒體上端固裝有支撐座，支撐座上裝有可換測量定位盤，筒體內設置有 光柵傳感器，光柵傳感器穿裝在支撐座的中心部位，其上的測頭端伸出支撐座 外與測量定位盤上的被測工件接觸，另一端通過牽引繩與筒體外的聯動機構連 接并連動，并通過信號傳輸線與數據處理器及計算機和顯示器連接。
所述聯動機構由牽引繩、導向滑輪組、繞繩輪及制動器組成，其中，牽引 繩通過導向滑輪組固定纏繞在繞繩輪上，繞繩輪的一側裝有制動器。
所述繞繩輪可采用手搖轉動，也可采用電動。
本發明檢測方法的步驟如下
(1) 準備工作檢測前，先將數據處理程序及運算模型輸入計算機，啟動 計算機，選擇與待測工件對應規格的測量定位盤安裝在支撐座上；
(2) 初始參數標準值的測定在測量定位盤上放置一塊平晶，松開制動器，
使光柵傳感器的測頭接觸平晶表面，再通過制動器將繞繩輪鎖定，點擊計算機 的程序界面"清零"按鍵，測頭此時的高度值由光柵傳感器經數據處理器輸入 計算機內，并作為初始參數的標準值，取下平晶，松開制動器，轉動繞繩輪，
將測頭下移鎖定；
(3) 弧高及曲率半徑的檢測將待測的球面零件置于測量定位盤上，松開 制動器，使測頭上移，光柵傳感器即將采集的檢測信號經數據處理器傳輸給計 算機，并在顯示器屏幕動態顯示，當測頭接觸到被測工件時，屏幕上的讀數即 穩定，此時點擊計算機的"保持"按鍵，將檢測參數數據記錄下來，最后點擊
"計算"，由計算機根據記錄的檢測參數和預先設定的標準值進行計算、比較判 定，即可直接讀出所測工件的弧高及曲率半徑值和判定結果，
(4) 儲存數據信息:將判定后的檢測數據信息按設定的格式生成檢測報告， 儲存在計算機內。
本發明的檢測裝置及其檢領!l方法，其有益效果為能夠自動測量光學零件 的弧高及曲率半徑，并能通過計算機對檢測數據進行采集、處理、顯示和儲存。 該檢測裝置不僅可以減少成本，尤其能夠降低檢測過程的復雜性，提高檢測的 準確性和檢測速度。具有結構簡單、性能可靠、造價低、操作方法簡便、檢測 效率高等優點。
圖l是本發明的結構示意圖；
具體實施例方式
參看圖1，本發明的直讀式球面光學零件弧高半徑檢測裝置，是由測量定 位盤l、支撐座2、筒體3、底座4、數據處理器9、計算機IO、顯示器ll、光
柵傳感器12、定位球13和聯動機構組成。其中，筒體3通過緊固件固裝在底 座4上，其上端與支撐座2固定連接，測量定位盤1的上端面裝有用于支撐被 測工件14的定位球13，測量定位盤1套裝在支撐座2上，可根據待測光學零 件規格的不同進行拆裝更換。光柵傳感器12位于筒體3內，并安裝在支撐座2 的中心部位,光柵傳感器12中的測頭通過支撐座2上的中心通孔向上伸出與測 量定位盤1上的被測工件14接觸，并可上下移動。聯動機構安裝在底座4的下 部，由牽引繩5、導向滑輪組6、繞繩輪7和制動器8構成，牽引繩5穿過底座 4上設置的中心通孔與光柵傳感器12的下端連接，并可帶動測頭向下移動，牽 引繩5的另一端固定并纏繞在繞繩輪7上，繞繩輪7可以通過手搖轉動，也可 由電機帶動旋轉，繞繩輪7的一側裝有制動器8，用于繞繩輪7的制動及測頭 移動位置的鎖定。光柵傳感器12通過信號傳輸線依次與數據處理器9、計算機 10、顯示器11聯接，可實現檢測信號的采集、處理、顯示和儲存。制動器8 采用公知的摩擦制動常規技術，其結構不再贅述。
使用本發明檢測裝置的檢測方法是進行檢測之前，先將數據處理程序及 運算模型輸入計算機IO，檢測時，可啟動計算機IO，并根據被測工件14的檢 測范圍選擇對應規格的測量定位盤1，安裝在支撐座2上，并在測量定位盤1 上放置一塊平晶，然后松開制動器8，光柵傳感器12的測頭靠其自身的回位彈 力上移，當測頭接觸平晶表面時通過制動器8將繞繩輪7鎖定，點擊計算機IO 的程序界面"清零"按鍵，測頭此時的高度由光柵傳感器12經數據處理器9 輸入計算機10作為初始參數。既而，可取下平晶，松開制動器8，轉動繞繩輪 7，將測頭下移至低于被測工件14時鎖定。檢測光學零件時，將被測工件14 置于測量定位盤l上，再次松開制動器8，測頭靠其自身的回位彈力上移，在 測頭位移的過程中，光柵傳感器12即將采集的檢測信號經數據處理器9傳輸給 計算機IO，并在顯示器ll屏幕動態顯示，當測頭接觸到被測工件14的被測面 時，屏幕上的讀數即穩定，此時點擊計算機10的"保持"按鍵，將檢測參數數 據記錄下來，最后點擊"計算"，由計算機10根據檢測參數和預先設定的標準 值進行計算、比較判定，便可直接讀出所測工件的弧高及曲率半徑和判定結果， 同時可將檢測數據和判定結果按設定的格式生成檢測報告，并儲存在計算機10 內，便于以后的追朔檢索。
權利要求
1、一種直讀式球面光學零件弧高及半徑檢測裝置，其特征在于它是由光柵檢測機構，數據處理器、計算機和顯示器組成，其中光柵檢測機構具有一個固定在底座上的筒體，筒體上端固裝有支撐座，支撐座上裝有可換測量定位盤，筒體內設置有光柵傳感器，光柵傳感器穿裝在支撐座的中心部位，其上的測頭端伸出支撐座外與測量定位盤上的被測工件接觸，另一端通過牽引繩與筒體外的聯動機構連接并連動，并通過信號傳輸線與數據處理器及計算機和顯示器連接。
2、 根據權利要求1所述的直讀式球面光學零件弧高及半徑檢測裝置，其特 征在于所述聯動機構由牽引繩、導向滑輪組、繞繩輪及制動器組成，其中， 牽引繩通過導向滑輪組固定纏繞在繞繩輪上，繞繩輪的一側裝有制動器。
3、 根據權利要求2所述的直讀式球面光學零件弧高及半徑檢測裝置，其特 征在于所述繞繩輪可采用手搖轉動，也可采用電動。
4、 一種用于權利要求1的直讀式球面光學零件弧高及半徑檢測裝置的檢測 方法，其特征在于該方法的檢測步驟如下(1) 準備工作檢測前，先將數據處理程序及運算模型輸入計算機，啟動 計算機，選擇與待測工件對應規格的測量定位盤安裝在支撐座上；(2) 初始參數標準值的測定在測量定位盤上放置一塊平晶，松開制動器， 使光柵傳感器的測頭接觸平晶表面，再通過制動器將繞繩輪鎖定，點擊計算機 的程序界面"清零"按鍵，測頭此時的高度值由光柵傳感器經數據處理器輸入 計算機內，并作為初始參數的標準值，取下平晶，松開制動器，轉動繞繩輪， 將測頭下移鎖定； (3) 弧高及曲率半徑的檢測將待測的球面零件置于測量定位盤上，松開 制動器，使測頭上移，光柵傳感器即將采集的檢測信號經數據處理器傳輸給計 算機，并在顯示器屏幕動態顯示，當測頭接觸到被測工件時，屏幕上的讀數即 穩定，此時點擊計算機的"保持"按鍵，將檢測參數數據記錄下來，最后點擊"計算"，由計算機根據記彔的檢測參數和預先設定的標準值進行計算、比較判 定，即可直接讀出所測工件的弧高及曲率半徑值和判定結果，(4) 儲存數據信息:將判定后的檢測數據信息按設定的格式生成檢測報告， 儲存在計算機內。
全文摘要
本發明涉及一種用于球面光學零件弧高及曲率半徑檢測的直讀式檢測裝置及其檢測方法，其裝置由光柵檢測機構，數據處理器、計算機和顯示器組成，其中光柵檢測機構具有一個固定在底座上的筒體，筒體上端固裝有支撐座和測量定位盤，筒體內設有光柵傳感器，安裝在支撐座的中心部位，其上的測頭端伸出支撐座外與測量定位盤上的被測工件接觸，另一端通過牽引繩與筒體外設置的聯動機構連接并連動，并通過信號傳輸線與數據處理器及計算機和顯示器連接。該檢測裝置能夠自動測量光學零件的弧高及曲率半徑，并能通過計算機對檢測數據進行采集、處理、顯示和儲存，具有結構簡單、性能可靠、造價低、操作方法簡便、檢測效率高等優點。
文檔編號G01M11/00GK101113888SQ20071005486
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月30日 優先權日2007年7月30日
發明者段玉玲, 王天洲, 馬建榮 申請人:利達光電股份有限公司
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