[发明专利]测量大直径圆环面平面度的装置及方法

权利要求书

1.测量大直径圆环面平面度的装置，包括精密转台(5)、内调焦光管、光纤点光源(4)、转台调平机构(6)、测杆(7)和CCD探测器(1)；精密转台(5)放置在转台调平机构(6)上，内调焦光管固定在精密转台(5)台面上，其特征是，所述内调焦光管光轴与精密转台(5)的旋转轴垂直，所述精密转台(5)的旋转轴与被测圆环面(8)的中心重合，所述光纤点光源(4)连接在内调焦光管的焦点位置，CCD探测器(1)靶面与测杆(7)的轴线平行，测杆(7)轴线与被测圆环面(8)垂直，测杆(7)头部为球面，且与被测圆环面(8)为点接触。

2.根据权利要求1所述的所述的测量大直径圆环面平面度的装置，其特征在于，所述内调焦光管由固定透镜组(2)和调焦透镜组(3)组成；所述的内调焦光管中的调焦透镜组(3)沿光轴方向移动。

3.根据权利要求1所述的测量大直径圆环面平面度的装置的方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现：

步骤一、依次将测杆(7)放在被测圆环面(8)上等间隔的标记被测点位置所述被测点的位置上，使CCD探测器(1)接收不同被测点位置的光纤点光源(4)的像点，旋转精密转台(5)，使所述不同被测点位置的光纤点光源(4)的像点在CCD探测器(1)水平方向的脱靶量为零，并记录CCD探测器(1)垂直方向的脱靶量；

步骤二、对步骤一所述的记录CCD探测器(1)垂直方向的脱靶量进行数据处理，获得被测圆环面(8)平面度的误差，实现对被测圆环面的平面度的检测。

4.根据权利要求3所述的测量大直径圆环面平面度的方法，其特征在于，步骤二中获得平面度误差的具体过程为：首先把测量脱靶量数据展开成傅里叶级数进行谐波分析，其次，去除常数项及一次项谐波，再次，进行最小二乘拟合，最后计算得出平面度误差。

5.根据权利要求3或4所述的测量大直径圆环面平面度的方法，其特征在于，在步骤一之前，还包括对内调焦光管的调节，将测杆(7)垂直放在被测圆环面(8)上，CCD探测器(1)接收光纤点光源(4)的像点，调整调焦透镜组(3)的位置，使像点光斑最小；对精密转台(5)姿态的调整，移动测杆(7)的位置，使CCD探测器(1)在被测圆环面(8)上标记的等间隔的不同位置接收光纤点光源(4)的像点，调整转台调平机构(6)，使像点在CCD探测器(1)垂直方向的脱靶量相等。