一种精准测量光学镜片中心厚度的工具的制作方法

本实用新型涉及光学加工技术领域，直接影响到光学加工过程中的合格率，是一种测量光学玻璃镜片中心厚度的工具。

背景技术：

现代的光学技术领域对光学镜片的加工精度要求越来越高，特别是用于光学成像系统中的光学镜片，设计要求的中心厚度公差都是在正负0.01mm。

现有的测量工具检测凹凸面形的光学镜片中心厚度时，由于待测镜片摆放在表座水平工作台上，依靠镜片自身的重量稳定，再用千分表垂直测量，为了提高精度往往要测量数个点来寻找最接近的尺寸（参考附图1和2），从图中可以看出，该镜片的中心光轴与绝对垂直线存在夹角θ^·，测量的结果为H^·，但真实尺寸H=H^·/cosθ,因此存在测量误差，同时稳定性也因镜片偏心的程度，以及平面或镜片表面清洁程度导致测量结果有很大的随意性，进而影响玻璃在光学加工过程中的合格率，同时多点测量也浪费大量时间，效率并不高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种精确测量光学镜片，主要是凹凸镜片，尤其是凸面接近半球的镜片中心厚度的工具，目的是减少测量误差，提高效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：精准测量光学镜片中心厚度的工具，包括水平工作台、垂直固定架、千分表，垂直固定架通过螺纹与水平工作台垂直连接，千分表固定在垂直固定架上，其特征在于它还包括校正连接座、光学玻璃测量夹具、中心校正工具及归零件；所述水平工作台上通过螺纹垂直连接校正连接座，光学玻璃测量夹具垂直插入校正连接座的凹槽中，千分表表头悬于光学玻璃测量夹具的正上方，千分表表头中心和光学玻璃夹具中心在一条轴线上；所述光学玻璃测量夹具下端外径与校正连接座凹槽内径之间有可微调的间隙，校正连接座的外侧设有若干紧固定位螺钉；所述光学玻璃测量夹具的上端设有可垂直插入中心校正工具的凹槽，中心校正工具的插入端外壁与光学玻璃测量夹具上端凹槽内壁紧密贴合；所述中心校正工具上端设有可垂直插入千分表表头的中心孔，中心孔的深度大于千分表表头的长度。

优选地，所述归零件采用已精确测量中心厚度与待测镜片同规格的镜片。

所述千分表表头插入中心校正工具中心孔的深度为中心孔深度的1/4～2/3。

本实用新型中，为了能测量各种规格的镜片，可以在高精度数控车床上制作多种孔径的玻璃夹具，在应用时选择相应的夹具进行使用。

本实用新型测量工具理论上不存在误差，实际操作上则和夹具的加工精度和镜片球面半径有关，一般加工精度为0.02mm的夹具，球面误差0.5%的镜片，其测量中心厚度误差在0.005mm以内，完全满足测量精度需求，而使用更高精度的夹具则可以减少测量误差。通过旋转式自行定中，测量的一致性也是非稳定的。

有益效果：本实用新型测量光学镜片中心厚度的精准率达到90%以上，而且检测的速度快，效率高。

附图说明

图1为现有测量工具的示意图。

图2为现有测量工作测量状态示意图。

图3为实施例测量工具示意图。

图4为实施例测量时中心校正局部示意图。

图5为实施例测量时千分表归零局部示意图。

图6为实施例测量镜片局部示意图。

图中，1-工作台，2-垂直固定架，3-千分表，4-归零件，5-待测镜片，6-表头，7-夹具，8-紧固定位螺钉，9-校正连接座，10-中心校正工具。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型加以详细描述。

实施例：精准测量光学镜片中心厚度的工具参考附图3，主要包括水平工作台1、垂直固定架2、千分表3，垂直固定架2通过螺纹与水平工作台1垂直连接，千分表3固定在垂直固定架2上，其主要特点是它还包括校正连接座9、光学玻璃测量夹具7、中心校正工具10及归零件4；水平工作台1上通过螺纹垂直连接校正连接座9，光学玻璃测量夹具7垂直插入校正连接座9的凹槽中，千分表表头6悬于光学玻璃测量夹具7的正上方，千分表表头6中心和光学玻璃夹具7中心在一条轴线上；光学玻璃测量夹具7下端外径与校正连接座9凹槽内径之间有可微调的间隙，校正连接座9的外侧设有若干紧固定位螺钉8；光学玻璃测量夹具7的上端设有可垂直插入中心校正工具10的凹槽，中心校正工具10的插入端外壁与光学玻璃测量夹具7上端凹槽内壁紧密贴合；中心校正工具10上端设有可垂直插入千分表表头6的中心孔，中心孔的深度大于千分表表头6的长度。

实施例测量时，首先将光学玻璃测量夹具7垂直插入校正连接座9的凹槽，将中心校正工具10垂直插入光学玻璃测量夹具7上端凹槽（参考附图4）。由于光学玻璃测量夹具上端凹槽内壁与中心校正工具下端外径高精度紧密配合，可以保证两者同轴。校正中心时，千分表表头6插入中心校正工具10中心孔的1/4～2/3左右。由于光学玻璃测量夹具7下端外径与校正连接座9凹槽内径之间有可微调的间隙，可以通过旋转平移光学玻璃测量夹具来自行定中，保证千分表表头和光学玻璃测量夹具同轴。定中后，将校正连接座9上的多个紧固定位螺钉8均匀锁住光学玻璃测量夹具（参考附图3），确保不会在测量中轴线偏离。

千分表归零：将已知尺寸的高精度归零件4置于千分表表头和光学玻璃测量夹具之间（参考附图5），千分表表头和归零件接触，调整千分表刻度，使得千分表当下读书等于归零件的高度，取下归零件，此时千分表刻零刻度即为光学玻璃测量夹具上端面的相对尺寸。

测量：将待测镜片5凸面放在光学玻璃测量夹具上（参考附图6），千分表表头接触待测镜片凹面，旋转镜片，在光学玻璃测量夹具的内口径和镜片的凸球面、千分表表头和镜片的凹球面的共同作用下，该待测镜片的光轴自行和光学玻璃测量夹具、千分表表头同轴，镜片的中心光轴和光学玻璃测量夹具、千分表表头的同轴线不存在夹角，镜片因定中心所以上表面和水平面产生的夹角θ则与该镜片的中心厚度毫无关系。此时实测镜片尺寸为h2,在已知镜片凸面半径R、光学玻璃测量夹具内口径Φ时，可以方便计算出h1的尺寸，则该镜片的实际尺寸H=h1+h2。

为了在大批量生产中提高效率，可以使用已精确测量中心厚度的同规格镜片作为归零件归零，则无需计算可以直接测量得到待测镜片的绝对值；亦或者使用已精确测量中心厚度的同规格镜片作为基准件，则无需计算可以直接测量得到待测镜片的相对值。上述两种方法都可以方便快捷且准确的测量中心厚度，很好的提高效率。

实施例中，为了能测量各种规格的镜片，可以在高精度数控车床上制作多种孔径的玻璃夹具，一般加工精度为0.02mm或更高，在应用时选择相应的夹具进行使用。

本实用新型中测量工具的测量应用是在光学镜片加工完成以后进行的，一般光学镜片的R值误差在0.5%以内时，测量中心厚度误差为0.005mm以内，完全满足测量精度需求，而使用更高精度的夹具则可以减少测量误差。通过旋转式自行定中，测量的一致性也是非稳定的，精准率达到90%以上，而且检测的速度快，效率高。