[实用新型]三点联动式可变径球面曲率测量仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学精密测量仪器，尤其是一种球面元件表面曲率半径的三点联动式可变径球面曲率测量仪器。

技术背景

在光学生产的加工制造过程中大量需要对具有球面元件形状透镜的曲率半径进行测量，因此，球面元件的曲率半径测量是测试领域的重要课题之一。在利用机械接触式的测量方法中，一般采用样板，简易球径测微器或环形球径仪。对不同曲率半径的球面元件，通常需要配套样板，并只能固定使用，不可连续测量。环形球径仪也只能进行简单的测量，它的测量方法主要为“弓高弦长”法，它的测量原理主要是先由长度测微器测量出矢高，然后再根据公式算出球面元件的曲率半径。对这种测量仪器进行精度分析可知，测量精度是随着测环的半径变化的，也随着待测球面元件的曲率半径发生变化。目前解决这一矛盾的方法是准备多套不同半径的测环，针对不同的待测球面元件曲率半径和不同的测量精度使用不同的半径的测环，由于首先必须粗估待测球面元件曲率半径，然后做出判断，选用合适的测环，再进行细测，而且在测量不同的待测球面元件曲率半径时，须选用不同半径的测环，这样在面对大小不同的球面元件时，就不可避免地频繁地装卸和更换不同半径的测环，而且还引进了很多的随机误差和人为误差，大大降低了测量精度。由于不同半径的测环数目有限，一般只有几套固定半径的测环，因此测量待测球面元件时，不可能所有的待测球面元件的测量精度都能达到所期望的最高精度。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种三点联动式可变径球面曲率测量仪器，该仪器结构紧凑，使用方便，自动测量，测量结果的即时显示，连续测量，测量精度高，无需平晶重复校验，不涉及测环的装卸和更换，以减小随机误差和人为误差所带来的影响。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种三点联动式可变径球面曲率测量仪器，特征在于其构成包括；工作平台置于底座上，通过胀紧套将长度测微器的测杆夹持部分由该工作平台的下方垂直地穿过该工作平台而固定，且该长度测微器的测杆及其相连的测量触头在工作平台的上方可垂直地上下滑动；在所述的工作平台上，以长度测微器的中轴线的交点为中心等角度辐射状均匀分布三个长条形的槽，每个槽内分别固定一根导杆，每根导杆的轴线都经过该中心，其中一根导杆上设有一主动滑块，另两根导杆上各设有一被动滑块；

工作平台下面固定步进电机和滚珠丝杠，该步进电机通过联轴器与滚珠丝杠相连，该滚珠丝杠套设的螺母与主动滑块连结在一起，该主动滑块上垂直地固定一支撑杆，该主动滑块还固连着两根滑杆，该两根滑杆分别与两个被动滑块相连，每一被动滑块上各垂直地固定一支撑杆，步进电机带动滚珠丝杠，从而带动滑块上的三个支撑杆同步联动；

所述的三根支撑杆在所述的工作平台的垂足构成的中心同所述的长度测微器的测杆的中轴线与工作平台的交点重合；

所述的单片机有两条线路：一条数据线连接步进电机，向步进电机输出转动控制信号；另一条数据线连接长度测微器，接收长度测微器的数据信号，测量数据经该单片机处理或存入存储器或显示在显示器上。

利用所述的三点联动式可变径球面曲率测量仪器测量球面曲率半径的方法，其特征在于包括下列步骤：

①准备：接好数据线与电源线，打开电源、单片机、显示器和步进电机，然后在显示器中打开测量球面曲率半径的测量软件，向其输入待测球面元件的物体直径大小和测量精度的要求，然后在显示器的页面中单击“开始”按钮；

②单片机自动驱动步进电机转动，使主动滑块和被动滑块移动到初始位置，单片机自动把主动滑块和被动滑块的初始位置置为零，然后把标准平晶轻放在所述的支撑杆上，并将长度测微器的读数置为零，置零后取下标准平晶，然后在显示器的页面中单击“下一步”按钮；

③第一个矢高测量：把待测球面元件轻放在支撑杆上，使三个支撑杆的端部小球均与待测球面元件接触，这时单片机自动控制长度测微器测量第一个矢高，把第一个矢高的测量值h₁自动存储到单片机中，把待测球面元件从支撑杆上取下，然后在显示器的页面中单击“下一步”按钮；