一种非接触式平面度测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非接触式平面度测量装置及测量方法，包括底座及设置在底座上的载物台，载物台通过横向滑移结构进行横向移动，还包括依次设置在载物台上方的色散镜头和光纤头，光纤头通过光纤连接光源，光纤头通过光纤连接光谱接收器和光谱处理设备，此非接触式平面度测量装置及测量方法，将待检测工件放置在载物台，而后打开光源和光纤头，光谱处理设备即可利用反射的光波获得检测数据，通过移动载物台获得多个检测点高度值，光谱处理设备比较数据即可得到平面度，测量操作简单快捷，测量精度高，此发明专利技术用于镜片检测领域。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式平面度测量装置及测量方法
本专利技术涉及镜片检测领域，特别是涉及一种非接触式平面度测量装置及测量方法。
技术介绍
现有测量平面度的方法主要有：a、接触式传感器测量方法。此方法需要接触到被测量面，且需要一定的压力，对面精度高或材质软的产品容易造成损坏。b、非接触式干涉仪测量方法。此方法精度高，只适用于较高精度的产品，对于平面度不高的产品因干涉条纹的密集而无法分辨，致难以测量；因镜头尺寸的限制，对于大尺寸的产品也难以实现。c、非接触影像式测量方法。此方法根据对被测表面的影像进行对焦测量，因光学系统景深的原因，此测量方法测量精度不高。目前，尚未有一种可以快速地非接触式地测量各种大小尺寸的产品的平面度测量装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量安全性高、测量精度高的非接触式平面度测量装置及测量方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种非接触式平面度测量装置，包括底座及设置在底座上的载物台，载物台通过横向滑移结构进行横向移动，还包括依次设置在载物台上方的色散镜头和光纤头，光纤头通过光纤连接光源，光纤头通过光纤连接光谱接收器和光谱处理设备。进一步作为本专利技术技术方案的改进，底座上设有竖向的滑轨、与滑轨滑动连接的滑块以及用于驱动滑块的驱动结构，滑块上设有镜头座，色散镜头位于镜头座上。进一步作为本专利技术技术方案的改进，滑块包括与滑轨滑动连接的主滑块，还包括横向设置在主滑块上的次滑块，主滑块和次滑块之间设有连接板。进一步作为本专利技术技术方案的改进，驱动结构为滚珠丝杠结构。进一步作为本专利技术技术方案的改进，光谱处理设备为计算机。进一步作为本专利技术技术方案的改进，光纤为Y形光纤。进一步作为本专利技术技术方案的改进，光纤为石英光纤。本专利技术还提供一种非接触式平面度测量方法，包括以下步骤：1)设置底座1及可在底座1上滑动的载物台，设置光纤头与色散镜头，将待检测工件平放在载物台上；2)保持光纤头与色散镜头于同一轴线，且此轴线垂直于载物台的上表面，而后将光束透过色散镜头照射到待检测工件上表面的检测点上；3)收集由待检测工件反射而回的光波，并利用光纤将收集得到的光波传输至光谱接收器，光谱接收器将光波传输至光谱处理设备，光谱处理设备计算光波波长得出检测点的高度值；4)横向移动载物台，并重复步骤2)～3)，光谱处理设备得到多个检测点的高度值，并将多个检测点的高度值进行比较得到待检测工件的平面度。进一步作为本专利技术技术方案的改进，步骤2)中，通过调整光纤头或色散镜头的高度，使得待检测工件的上表面位于光纤头的成像范围内。本专利技术的有益效果：此非接触式平面度测量装置及测量方法，将待检测工件放置在载物台，而后打开光源和光纤头，光谱处理设备即可利用反射的光波获得检测数据，通过移动载物台获得多个检测点高度值，光谱处理设备比较数据即可得到平面度，测量操作简单快捷，测量精度高。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术实施例的设备原理图；图2是本专利技术实施例的侧视图；图3是本专利技术实施例的主视图；图4是本专利技术实施例的光波原理图；具体实施方式参照图1～图4，本专利技术为一种非接触式平面度测量装置，包括底座1及设置在底座1上的载物台2，载物台2通过横向滑移结构进行横向移动，还包括依次设置在载物台2上方的色散镜头3和光纤头4，光纤头4通过光纤6连接光源5，光纤头4通过光纤6连接光谱接收器7和光谱处理设备8。具体的，将待检测工件9平放在载物台2上，而后光源5发射出宽光谱的光，由光纤6输送至光纤头4并射出，经过色散镜头3照射到待检测工件9的上表面。通过调整色散镜头3与待检测工件9的距离，使得待检测工件9的上表面位于光纤头4的成像范围内。因色散镜头3的色差比较大，故光纤头4的成像范围也比较大，调节起来也比较方便。光纤头4的成像范围内的不同成像点对应着不同的光波长。也即样品表面反射回去的光只对应于某一波长的光，此波长的光刚好使光纤头4成像在样品的表面上。如图4所示，不同波长的光呈由光纤头4向下照射，由上至下的第三个波长的光恰好使得光纤头4成像在样品的表面上。由待检测工件9表面反射回的光经色散镜头3后又汇聚到光纤头4上，这些光经光纤6反向传到光谱接收器7和光源5上。光谱接收器7根据反射回来的光波长变化，即可计算出样品表面的上下位置变化情况(即相对高度值)。载物台2带着待检测工件9在平面度极好的底座1上进行移动，即可测量出样品不同部位的相对高度值，通过电脑软件记录并数据处理，即得到待检测工件9的平面度值。载物台2包括与底座1相互垂直的支柱21，支柱21与底座1转动连接，支柱21的顶部设有顶板22，顶板22的下侧设有滑槽，而支柱21的顶部设有滑轮，滑轮嵌于滑槽之后，使得顶板22可在支柱21顶部滑动。通过支柱21的转动和顶部的滑动，可以改变待检测工件9的检测点。作为本专利技术优选的实施方式，底座1上设有竖向的滑轨10、与滑轨10滑动连接的滑块11以及用于驱动滑块11的驱动结构，滑块11上设有镜头座13，色散镜头3位于镜头座13上。通过滑动滑块11，可以改变色散镜头3与待检测工件9之间的距离，从而使光纤头4成像在样品的表面上。作为本专利技术优选的实施方式，滑块11包括与滑轨10滑动连接的主滑块111，还包括横向设置在主滑块111上的次滑块112，主滑块111和次滑块112之间设有连接板113。作为本专利技术优选的实施方式，驱动结构为滚珠丝杠结构，还包括位于滚珠丝杆结构上端的转动手柄12，转动手柄12与丝杠连接，通过转动手柄12可以调节滑块11高度。作为本专利技术优选的实施方式，光谱处理设备8为计算机。作为本专利技术优选的实施方式，光纤6为Y形光纤。作为本专利技术优选的实施方式，光纤6为石英光纤。本专利技术还提供一种非接触式平面度测量方法，包括以下步骤：1)设置底座1及可在底座1上滑动的载物台2，设置光纤头4与色散镜头3，将待检测工件9平放在载物台2上；2)保持光纤头4与色散镜头3于同一轴线，且此轴线垂直于载物台2的上表面，而后将光束透过色散镜头3照射到待检测工件9上表面的检测点上；3)收集由待检测工件9反射而回的光波，并利用光纤6将收集得到的光波传输至光谱接收器7，光谱接收器7将光波传输至光谱处理设备8，光谱处理设备8计算光波波长得出检测点的高度值；4)横向移动载物台2，并重复步骤2)～3)，光谱处理设备8得到多个检测点的高度值，并将多个检测点的高度值进行比较得到待检测工件9的平面度。作为本专利技术优选的实施方式，步骤2)中，通过调整光纤头4或色散镜头3的高度，使得待检测工件9的上表面位于光纤头4的成像范围内。当然，本专利技术创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本专利技术精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式平面度测量装置，其特征在于：包括底座及设置在所述底座上的载物台，所述载物台通过横向滑移结构进行横向移动，还包括依次设置在所述载物台上方的色散镜头和光纤头，所述光纤头通过光纤连接光源，所述光纤头通过光纤连接光谱接收器和光谱处理设备。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式平面度测量装置，其特征在于：包括底座及设置在所述底座上的载物台，所述载物台通过横向滑移结构进行横向移动，还包括依次设置在所述载物台上方的色散镜头和光纤头，所述光纤头通过光纤连接光源，所述光纤头通过光纤连接光谱接收器和光谱处理设备。2.根据权利要求1所述的非接触式平面度测量装置，其特征在于：所述底座上设有竖向的滑轨、与所述滑轨滑动连接的滑块以及用于驱动滑块的驱动结构，所述滑块上设有镜头座，所述色散镜头位于所述镜头座上。3.根据权利要求2所述的非接触式平面度测量装置，其特征在于：所述滑块包括与滑轨滑动连接的主滑块，还包括横向设置在所述主滑块上的次滑块，所述主滑块和次滑块之间设有连接板。4.根据权利要求2所述的非接触式平面度测量装置，其特征在于：所述驱动结构为滚珠丝杠结构。5.根据权利要求1所述的非接触式平面度测量装置，其特征在于：所述光谱处理设备为计算机。6.根据权利要求1所述的非接触式平面度测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建政，杨涛，
申请(专利权)人：天活松林光学广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44