[发明专利]物体表面形貌测量方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种物体表面形貌测量方法，尤其是关于一种用于超精密测量的物体表面形貌测量方法。

背景技术

一种现有测量方法，其采用接触式测量装置进行测量。请参阅图1，该测量装置包括磁芯91、电感线圈92、支点93、杠杆94及触针95。触针95末端始终与工件96表面接触。该测量方法包括以下步骤：驱动工件96沿X轴运动，得到一个测量点的X坐标；触针95因工件96表面轮廓的起伏而沿Z轴上下移动，带动杠杆94绕支点93转动；磁芯91在电感线圈92中产生位移，从而导致电感信号变化而偏移其零位；该电感信号经信号处理电路97放大并由A/D(模拟/数字)转换后传送给计算机98；计算机98根据该放大过的信号值计算出磁芯91的位移，从而计算出触针95的位移，进而得出工件96的表面形状。

上述测量方法存在以下问题：

(1)需要进行工件96表面形状、触针95位移、磁芯91位移、电感信号、电感信号放大及转换等多级转换，每一个转换均会产生一定的误差，从而使累积误差增大。

(2)电感工作在非线性区时有非线性误差；

(3)不能进行大量程测量，量程越大，测量非线性误差就越大。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种较为精确的物体表面形貌测量方法。

一种物体表面形貌测量方法，包括以下步骤：(1)提供一个测量装置，该测量装置包括测量端子、传感器及与传感器相连的处理装置，测量端子可沿一第一方向移动，传感器用于感测测量端子的位移；(2)将测量端子靠近被测物并使之与被测物表面接触，且将该位置下测量端子与被测物的接触点在处理装置内记录为原始位置；(3)驱动测量端子或被测物运动使测量端子与被测物的接触点运动至另一位置，测量端子始终与被测物表面接触，传感器感测测量端子在第一方向的位移并传送给处理装置，处理装置记录该另一位置的坐标；(4)多次重复步骤(3)，处理装置记录一系列位置的坐标。

如上所述，本发明的测量方法中的测量装置的测量端子始终与被测物表面接触，没有中间转换过程，故测量端子的位移完全反映了被测物表面形貌的变化，因此能实现精密测量。

附图说明

图1是一种现有测量装置及方法的示意图；

图2是本发明物体表面形貌测量方法所采用的第一实施例的测量装置的横断面图；

图3是图2所示测量装置的纵断面图；

图4是图2所示测量装置的应用实例的部分立体图；

图5是本发明测量方法中所测得测量值与预定理想值的对比；

图6是本发明测量方法中所测得测量值与预定理想值的对比结果；

图7是本发明测量方法所采用的第二实施例的测量装置的横断面图；

图8是图7所示测量装置的纵断面图；

图9是图7所示测量装置的驱动气缸的受力分析图；

图10本发明测量方法所采用的第三实施例的测量装置的横断面图；

图11本发明测量方法所采用的第四实施例的测量装置的横断面图；

图12本发明测量方法所采用的第五实施例的测量装置的横断面图。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明本发明的实施例。

本发明测量方法的较佳实施例为利用接触式测量装置进行测量。请参阅图2，第一实施例的接触式测量装置10包括底座11及固设在该底座11的导引块12。该导引块12内设有多个导引孔13，该导引孔13相互平行且有一定间隔地贯通该导引块12，导引孔13为通孔。每一导引孔13内分别穿插有可移动的一个驱动气缸14，且该导引孔13与驱动气缸14之间存在间隙，该间隙里充入气体即可构成空气轴承。在本实施例中，该导引块12内开设有二导引孔13，该二导引孔13内设有对应的二驱动气缸14。可以理解，该接触式测量装置10可仅包括一个驱动气缸14。

驱动气缸14为管状。该驱动气缸14的前端部，即驱动气缸14的从导引块12前方伸出的部位固设有一个杆状固定件15。该固定件15的中间部位固设有测量端子16。该测量端子16的头部呈针状，而其根部固定在该固定件15上。

驱动气缸14的后端部，即驱动气缸14的从导引块12后方伸出的部位固设有另一个杆状固定件17。该固定件15、固定件17避免该驱动气缸14相对该导引块12旋转，其可相对该导引块12平行地前后移动。该固定件17上固设有向后方伸出的标尺18，底座11上设有与该标尺18对应且用于读取该标尺18刻度的传感器19。在此，该标尺18和传感器19也可互相换位设置。