技术特征：
1.一种非接触式超精密轮廓扫描检测装置，其特征在于，包括隔振平台(1)和设于所述隔振平台(1)上的隔离罩(14)，所述隔离罩(14)内设置有大理石基座(2)，所述大理石基座(2)放置于所述隔振平台(1)上，所述大理石基座(2)包括底座和固定于底座一侧的侧座；所述大理石基座(2)的底座上设置有精密气浮转台(3)，所述精密气浮转台(3)的台面上固定回转轴基准(4)，所述回转轴基准(4)为圆环结构，所述回转轴基准(4)与所述精密气浮转台(3)同轴设置，且所述回转轴基准(4)的外径大于所述精密气浮转台(3)的台面直径，所述回转轴基准(4)的上方设置有工件调整台(5)，所述工件调整台(5)的底部穿过回转轴基准(4)的内环连接于所述精密气浮转台(3)，所述工件调整台(5)具有水平方向的二维平移调整自由度以及二维俯仰调整自由度；所述大理石基座(2)的侧座设置有x轴直线运动平台(6)，所述x轴直线运动平台(6)的移动方向垂直于所述精密气浮转台(3)的回转轴，所述x轴直线运动平台(6)上设置有z轴直线运动平台(7)，所述z轴直线运动平台(7)的移动方向垂直于所述x轴直线运动平台(6)的移动方向，所述z轴直线运动平台(7)的移动方向平行于所述精密气浮转台(3)的回转轴，所述z轴直线运动平台(7)上固定有测头回转台(8)，所述测头回转台(8)的回转轴垂直于所述x轴直线运动平台(6)的移动平面和z轴直线运动平台(7)的移动平面，所述测头回转台(8)上安装有非接触式光学位移传感测头(9)，所述非接触式光学位移传感测头(9)的测量量程方向的反向延长线经过所述测头回转台(8)的中心，当所述测头回转台(8)及所述x轴直线运动平台(6)均位于零位时，所述非接触式光学位移传感测头(9)的量程过所述精密气浮转台(3)的中心；所述z轴直线运动平台(7)上固定有补偿标准球(10)，所述补偿标准球(10)的球心位于所述测头回转台(8)的旋转轴上，所述补偿标准球(10)与所述非接触式光学位移传感测头(9)的测量量程等高；所述大理石基座(2)的底座固定有x轴位移参考基准(13)，所述x轴位移参考基准(13)位于所述精密气浮转台(3)的一侧，所述x轴位移参考基准(13)的参考基准面经过所述精密气浮转台(3)回转轴与x轴直线运动平台(6)运动直线方向所构成的平面且所述x轴位移参考基准(13)的基准面法向与该平面法向垂直；所述侧座的顶部固定有z轴位移参考基准(11)，所述z轴位移参考基准(11)的参考基准面与所述精密气浮转台(3)的回转轴垂直，所述z轴位移参考基准(11)的参考基准面设置于经过所述精密气浮转台(3)回转轴与所述x轴直线运动平台(6)运动直线方向所构成的平面；还包括法布里－珀罗干涉位移传感器(16)，所述法布里－珀罗干涉位移传感器(16)具有a测头(18)、b测头(19)、c测头(20)、d测头(21)、e测头(22)和f测头(23)，所述a测头(18)设置于所述z轴直线运动平台(7)上，所述a测头(18)的测量方向平行于所述x轴直线运动平台(6)运动方向并经过所述精密气浮转台回转轴(3)的回转轴及测头回转台(8)回转轴，所述a测头与所述x轴位移参考基准(13)构成干涉腔用于对所述非接触式光学位移传感测头(9)在水平方向上的位移量进行高精度测量；所述b测头(19)设置于所述z轴直线运动平台(7)上并位于所述测头回转台(8)的上方，所述b测头(19)的测量方向平行于所述z轴直线运动平台(7)的运行方向并过测头回转台(8)的回转轴，所述b测头(19)位于由所述精密气浮转台(3)的回转轴与所述x轴直线运动平
台(6)运动直线方向所构成的平面内，所述b测头(19)与所述z轴位移参考基准(11)构成干涉腔用于对所述非接触式光学位移传感测头(9)在竖直方向上的位移量进行高精度测量；所述c测头(20)和d测头(21)均置于所述回转轴基准(4)的下方，所述c测头(20)和d测头(21)均沿x轴方向对心放置且测量方向竖直向上，所述c测头(20)和d测头(21)用于测量所述回转轴基准(4)底部的基准圆环面以实时监测所述精密气浮转台(3)的轴向跳动及晃动误差；所述e测头(22)置于底座上并位于所述回转轴基准(4)的一侧，所述e测头(22)的测量方向沿x轴方向设置且过所述精密气浮转台回转轴(3)的中心，所述e测头(22)用于测量所述回转轴基准(4)外圆以实时监测精密气浮转台(3)的径向跳动误差；所述f测头(23)置于所述测头回转台(8)上，所述f测头(23)与所述非接触式光学位移传感测头(9)共线且对径放置，所述f测头(23)用于测量所述补偿标准球(10)以监控测量所述测头回转台(8)回转时引入的跳动及晃动误差；所述侧座的顶部设置有环境传感器(12)，所述环境传感器(12)用于在测量前对空气环境参数进行精密测量以补偿所述法布里－珀罗干涉位移传感器(16)空气折射率误差。2.根据权利要求1所述的一种非接触式超精密轮廓扫描检测装置，其特征在于，所述回转轴基准(4)底部圆环面的平面精度加工至亚微米量级，所述回转轴基准(4)的外侧面精度加工至亚微米量级。3.根据权利要求2所述的一种非接触式超精密轮廓扫描检测装置，其特征在于，所述x轴位移参考基准(13)由光学材料抛光制成且面形误差控制在20nm量级。4.根据权利要求3所述的一种非接触式超精密轮廓扫描检测装置，其特征在于，所述z轴位移参考基准(11)由光学材料抛光制成且面形误差控制在20nm量级。5.根据权利要求1所述的一种非接触式超精密轮廓扫描检测装置，其特征在于，所述非接触式光学位移传感测头(9)选用光谱共焦位移传感测头或白光干涉位移传感测头。6.根据权利要求1所述的一种非接触式超精密轮廓扫描检测装置，其特征在于，所述法布里－珀罗干涉位移传感器(16)采用光纤导光，并采用二通道测头对所述x轴直线运动平台(6)、z轴直线运动平台(7)的大行程位移进行精密测量。
技术总结
本发明公开了一种非接触式超精密轮廓扫描检测装置，属于精密测量技领域。包括隔振平台、大理石基座、精密气浮转台、工件调整台、回转轴基准、X轴直线运动平台、Z轴直线运动平台、测头旋转台、补偿标准球、非接触式光学位移测头、X轴位移参考基准、Z轴位移参考基准、法布里－珀罗干涉位移传感器、主控制器、隔离罩。使用两个直线轴及一个回转轴实现测头沿被测轮廓法向的动态跟随对准，利用非接触式光学位移传感测头进行零件表面轮廓的非接触探测，使用多通道法布里－珀罗干涉位移传感器进行大量程位移及微位移的高精度测量，结合精密气浮转台实现轮廓快速回转扫描，结构简单，实现包括大斜率轮廓在内的精密零件面形的快速高效检测。测。测。
技术研发人员：王刚
受保护的技术使用者：成都特密思科技有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/3/28