专利名称：二维图形圆度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种二维图形的圆度测量装置，尤为是一种二维图形或 薄形零件的圆度的精确测量装置。
技术背景
随着集成电路制造技术的发展，对电路板，集成电路掩膜等的测量 需求不断增加，使影像测量仪的应用越来越广泛。在进行影像测量仪(影 像测头的坐标测量机)校准时，需要使用圆形标准图形。因此,标准圆的高 精度形状评价在影像测量仪的校准体系中起着关键的作用。圆度误差测量 方法是非常重要的形状误差评价技术之一，圆度误差的测量方法主要分为 两种接触式测量和非接触式测量。目前商业圆度仪均釆用接触式测量技 术，通过测量有一定高度的圆环、圆锥或圆球表面，评价三维回转体侧面 的圆度误差，但这种方法无法测量平面上刻划图形的圆度。圆度误差的非 接触测量主要有两种激光扫描法利用光学窗口与工件边缘形成的狭缝， 对扫描光東的通过和遮断而产生的光强调制作用来实现测量的，其亦是对 有一定高度的圆环、圆锥或圆球表面的圆度误差评价，另一是基于计算机 视觉的圆度测量方法，实际上是影像测量仪，釆用CCD传感器釆集零件的 图像信息，然后通过数字图像处理方法得到零件的外形尺寸，从而达到圆 度测量的目的，但该方法或装置的分辨力降低，测量精度不高，无法适应 现在技术的发展的要求。发明内容
本实用新型的发明目的是公开一种测量精度高的二维图形圆度装置。 实现本实用新型的技术解决方案如下包括底座，底座上设有可调位置 和倾斜功能的旋转台和调节支撑，特别是旋转台上设有载物台，调节支撑 上设有可调节位置并位于载物台下方的下照明光源，显微成像装置和图象 传感器设于载物台上方，图象传感器接数据处理装置。
所述的显微成像装置为低倍物镜。
所述的显微成像装置为高倍物镜。
所述的载物台上方设有上照明光源。
所述的上照明光源与显微成像装置同轴设置。
所述的下照明光源与上照明光源可同轴设置。
本实用新型使用时，将待测的二维图形或工件置于载物台上，根据被测 材料不同选择下照明光源或上照明光源，显微成像装置得到工件边缘图像， 旋转台旋转得到各局部区域的图像，即获得二维图形或工件的半径变化的 数据，进而通过标准的计算方法得到图形的圆度评价。本实用新型结构简 单，将已有技术的各装置进行集成和组合为本装置，旋转台的可调节和显 微成像装置的可调节，使操作人员的操作相当方便，测量工作快捷，效率 高且测量的精度高。
图1为本实用新型的实施例的结构示意图。
具体实施方式
请参见图1,本实用新型的具体实施例如下包括底座1，底座1起平稳作用并支撑整个装置，底座1上设有旋转台2,旋转台2可作旋转运动或
摆动，底座1上还有调节支撑3，关键是旋转台2设有载物台4，载物台4 可随旋转台2的运动而相应运动，调节支撑3设有可调节位置并位于载物 台4下方的下照明光源5，显微成像装置7和图象传感器8设于载物台4的 上方，上述的显微成像装置7和图象传感器8设于可横向调节位置的横向 支撑11上，横向支撑11可相对调节支撑3上下位移调整，该横向支撑为 精密的机械构成并为已有技术，图象传感器8接数据处理装置9，实际测量 中显微成像装置7可以是高、低倍物镜以适应各种不同阶段或精度测量的 需要。
实际测量时，将被测工件10置于在载物台4上，根据被测工件10的材 质不同，釆用下照明光源5或上照明光源6对工件10进行照明，显微成像 装置7瞄准被测工件10的图形边缘，调节显微成像装置7的高度，旋转台 2的倾斜和载物台4的回转中心位置，使被测工件10与旋转台2的旋转轴 垂直，并与旋转台2回转中心同心。
在被测工件10的二维图形中心与旋转台2回转中心同心后，则使旋转 台2匀速旋转，同时采集图像传感器8阶跃图像的位置变化和旋转台2的 角位置数据，按照标准方法计算上述数据以获得被测工件10的圆度偏差； 由于被测工件10的材质不同，可在载物台4上方设有上照明光源6，上照 明光源6的位置可调，当有上、下照明光源时或当被测工件10为透明材质 时可更有利于测量；上照明光源6与显微成像装置7同轴设置，或下照明 光源5与上照明光源6同轴设置，可提高显像的清晰度和提高测量精度。
本实用新型利用显微成像装置和图像传感器测量平面二维图形，避免接触式探头要求被测表面具有足够宽接触面的问题，利用上/下两个照明装置 以满足不同材质和图形刻划方式被测样品的照明需要，并通过具有精密轴 系的旋转台将被测二维图形匀速转动，使用显微成像装置和图像传感器对 被测二维图形进行局部釆样，并进行数字图像处理，获得到二维图形半径 变化数据，进而通过标准的计算方法得到图形的圆度评价。
权利要求1.一种二维图形圆度测量装置，包括底座(1)、底座(1)上有可调节位置和倾斜功能的设旋转台(2)和调节支撑(3)，其特征在于旋转台(2)上设有载物台(4)，调节支撑(3)上设有可调节位置并位于载物台(4)下方的下照明光源(5)，显微成像装置(7)和图象传感器(8)设于载物台(4)上方，图象传感器(8)接数据处理装置(9)。
2. 根据权利要求1所述的二维图形圆度测量装置，其特征在于所述的显微成 像装置(7)为低倍物镜。
3. 根据权利要求1所述的二维图形圆度测量装置，其特征在于所述的显微成 像装置(7)为高倍物镜。
4. 根据权利要求1或2或3所述的二维图形圆度测量装置，其特征在于所 述的载物台(4)上方设有上照明光源(6)。
5. 根据权利要求4所述的二维图形圆度测量装置，其特征在于所述的上照明光源(6)与显微成像装置(7)同轴设置。
6. 根据权利要求5所述的二维图形圆度测量装置，其特征在于所述的下照明光源(5)与上照明光源(6)可同轴设置。
专利摘要本实用新型公开了一种测量精度高的二维图形圆度装置。包括底座(1)，底座(1)上设有可调节位置和倾斜功能的旋转台(2)和调节支撑(3)，特别是旋转台(2)上设有载物台(4)，调节支撑(3)上设有可调节位置并位于载物台(4)下方的下照明光源(5)，显微成像装置(7)和图象传感器(8)设于载物台(4)上方，图象传感器(8)接数据处理装置(9)。本实用新型结构简单，旋转台的可调节和显微成像装置的可调节，使操作人员的操作相当方便，测量工作快捷，效率高且测量的精度高。
文档编号G01B11/24GK201387316SQ20092014779
公开日2010年1月20日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者任国营, 位恒政, 王为农, 王自军, 苏永昌, 裴丽梅, 郑庆国 申请人:中国计量科学研究院