超精密光学测量机床的制作方法

本发明涉及一种光学测量设备，特别是一种超精密光学测量机床。

背景技术：

1、在超精密加工生产过程中，测量是一个重要的工序，加工出的工件符不符合要求就需要通过测量来检验，但是对于一些形状特别的工件，工件的表面为非球面的自由曲面，如果采用普通的测量设备(如千分表打表测量等)手动测量，不仅测量过程耗时长而且测量精度很难达到要求，因而本申请人采用目前先进的激光系统设计了一种超精密光学测量机来测量上述结构。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超精密光学测量机床。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、超精密光学测量机床，包括机架、设置于机架上的激光系统、测量座驱动机构，其特征在于：还包括测头以及测量座，所述测头包括外筒及位于外筒中的内筒，所述内筒中设有浮动杆，所述浮动杆上设有探针，所述外筒及内筒上设有气浮结构，所述浮动杆通过气浮结构能够于内筒的内孔中浮动，所述浮动杆上安装有反射镜一，且所述浮动杆与内筒间设有限制浮动杆旋转的限制结构以及支撑浮动杆的定位结构，所述测量座包括下座板以及上座板，所述上座板上设有反射镜二，所述上座板与下座板之间设有座板调节结构，所述反射镜二通过座板调节结构的调节能够与激光系统照射到反射镜上的激光束相垂直，所述测量座设置于测量座驱动机构上且通过测量座驱动机构带动而移动，所述激光系统发射的激光能够分别照射到反射镜一和反射镜二并反射回激光系统。

4、所述气浮结构包括设置于外筒上的外进气孔、设置于内筒上的环形气道以及设置于环形气道内的若干内进气孔，所述外进气孔与环形气道连通，所述内进气孔与所述内孔连通。

5、所述定位结构包括固定于浮动杆上的基准板以及设置于内筒上的基准球，所述基准板的两端能够与基准球接触而支撑浮动杆。

6、所述限制结构包括相对设置的限位柱，所述基准板的端部位于两对应的限位柱之间。

7、还包括测头升降机构，所述测头设置于测头升降机构上且通过测头升降机构带动而升降，所述测头升降机构包括升降移动板、升降气浮导轨和升降电机，所述升降电机连接升降气浮导轨，所述升降移动板安装于升降气浮导轨上，所述外筒通过连接法兰与升降移动板连接。

8、所述测头还包括连接法兰，所述连接法兰与测头升降机构连接，所述连接法兰的的底端设有两弹性抱环，所述弹性抱环上设有连接板，连接板上有锁紧螺孔，锁紧杆与锁紧螺孔配合，所述外筒的端部位于两弹性抱环中且通过弹性抱环的抱紧而与连接法兰固定。

9、所述座板调节结构包括至少三根调节螺钉，所述调节螺钉与上座板螺纹连接，所述调节螺钉能够与下座板相抵从而实现上座板的位置角度调节，且所述上座板以及下座板通过锁紧件锁紧。

10、所述上座板设有定位槽，所述下座板设有能够位于定位槽中的定位台，所述调节螺钉能够与定位台相抵，所述上座板与下座板之间设置有若干钢球，所述钢球环绕定位台设置，且所述钢球通过上座板与下座板夹持而固定。

11、所述下座板上设有若干下垫块，所述下垫块上设有定位槽，所述上座板上设有若干上垫块，所述钢球位于对应的定位槽内且通过上垫块与下垫块夹持而固定。

12、所述下座板的底面设有下凹槽，下凹槽内设有精密位移传感器。

13、本发明的有益效果是：本发明测头以及测量座围绕激光系统设计，测量座配合测量座驱动机构实现精密平面移动，而测头通过气浮结构实现浮动杆带动反射镜一稳定的随物体表面的曲线变化而升降移动，从而使反射镜一能够精准反射激光束回到激光系统，而测量座通过座板调节结构的调节能够与激光系统照射到反射镜二上的激光束相垂直，从而也保证了反射激光束回到激光系统的准确性，从而实现了利用激光系统进行测量的精确性，实现了超精密的自动测量，而且大大提高了测量的效率，从而也相应提高了生产效率。

技术特征：

1.超精密光学测量机床，包括机架、设置于机架上的激光系统，其特征在于：还包括测头以及测量座，所述测头包括外筒及位于外筒中的内筒，所述内筒中设有浮动杆，所述浮动杆上设有探针，所述外筒及内筒上设有气浮结构，所述浮动杆通过气浮结构能够于内筒的内孔中浮动，所述浮动杆上安装有反射镜一，且所述浮动杆与内筒间设有限制浮动杆旋转的限制结构以及支撑浮动杆的定位结构，所述测量座包括测量座驱动机构、下座板以及上座板，所述上座板上设有反射镜二，所述上座板与下座板之间设有座板调节结构，所述反射镜二通过座板调节结构的调节能够与激光系统照射到反射镜上的激光束相垂直，所述测量座设置于测量座驱动机构上且通过测量座驱动机构带动而移动，所述激光系统发射的激光能够分别照射到反射镜一和反射镜二并反射回激光系统。

2.根据权利要求1所述的超精密光学测量机床，其特征在于：所述气浮结构包括设置于外筒上的外进气孔、设置于内筒上的环形气道以及设置于环形气道内的若干内进气孔，所述外进气孔与环形气道连通，所述内进气孔与所述内孔连通。

3.根据权利要求1所述的超精密光学测量机床，其特征在于：所述定位结构包括固定于浮动杆上的基准板以及设置于内筒上的基准球，所述基准板的两端能够与基准球接触而支撑浮动杆。

4.根据权利要求1所述的超精密光学测量机床，其特征在于：所述限制结构包括相对设置的限位柱，所述基准板的端部位于两对应的限位柱之间。

5.根据权利要求1所述的超精密光学测量机床，其特征在于：还包括连接法兰，所述连接法兰的的底端设有两弹性抱环，以及锁紧两弹性抱环的卡箍，所述外筒的端部位于两弹性抱环中且通过弹性抱环的抱紧而与连接法兰固定，所述连接法兰包括法兰板及连接筒，所述连接筒上切割出横割缝以及竖切口，所述竖切口的一端与横割缝连通，且所述竖切口的另一端与外界连通，所述弹性抱环通过横割缝以及竖切口的分割形成。

6.根据权利要求5所述的超精密光学测量机床，其特征在于：还包括测头升降机构，所述测头升降机构包括升降移动板、升降气浮导轨和升降电机，所述升降电机连接升降气浮导轨，所述升降移动板安装于升降气浮导轨上，所述连接法兰与升降移动板连接。

7.根据权利要求5所述的超精密光学测量机床，其特征在于：所述连接法兰与升降移动板之间设有镜片调节机构，所述镜片调节机构包括调节弹簧、设置于连接法兰上的若干调节螺孔以及与调节螺孔配合的调节螺杆，所述调节弹簧一端与连接法兰相抵且另一端与升降移动板相抵。

8.根据权利要求1所述的超精密光学测量机床，其特征在于：所述座板调节结构包括至少三根调节螺钉，所述调节螺钉与上座板螺纹连接，所述调节螺钉能够与下座板相抵从而实现上座板的位置角度调节，且所述上座板以及下座板通过锁紧件锁紧，所述上座板设有定位槽，所述下座板设有能够位于定位槽中的定位台，所述调节螺钉能够与定位台相抵，所述上座板与下座板之间设置有若干钢球，所述钢球环绕定位台设置，且所述钢球通过上座板与下座板夹持而固定。

9.根据权利要求8所述的超精密光学测量机床，其特征在于：所述下座板上设有若干下垫块，所述下垫块上设有定位槽，所述上座板上设有若干上垫块，所述钢球位于对应的定位槽内且通过上垫块与下垫块夹持而固定。

10.根据权利要求8所述的超精密光学测量机床，其特征在于：所述上座板上设有上凹槽，所述垫块和钢球位于对应的上凹槽内，所述下座板的底面设有下凹槽，下凹槽内设有精密位移传感器。

技术总结
本发明公开了一种超精密光学测量机床，包括机架、设置于机架上的激光系统、测量座驱动机构，还包括测头以及测量座，所述测头包括外筒及位于外筒中的内筒，所述内筒中设有浮动杆，所述浮动杆上设有探针，所述外筒及内筒上设有气浮结构，所述浮动杆通过气浮结构能够于内筒的内孔中浮动，所述浮动杆上安装有反射镜一，且所述浮动杆与内筒间设有限制浮动杆旋转的限制结构以及支撑浮动杆的定位结构，所述测量座包括下座板以及上座板，所述上座板上设有反射镜二，所述上座板与下座板之间设有座板调节结构，所述反射镜二通过座板调节结构的调节能够与激光系统照射到反射镜上的激光束相垂直，所述测量座设置于测量座驱动机构上且通过测量座驱动机构带动而移动，所述激光系统发射的激光能够分别照射到反射镜一和反射镜二并反射回激光系统。

技术研发人员：姚洪辉,卓少木,邹泽表,黄树榜,张嘉荣
受保护的技术使用者：中山超精科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28