[发明专利]一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法

摘要

本发明公开了一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，特点是在Z向旋转平台上固定对中试件，对中试件的下表面为水平面、上表面为倾斜面，然后控制Z向旋转平台转动一周，测头测得其探针相对于对中试件上表面的运动轨迹的高度差为Δh，再控制X向直线平台沿X向移动微小距离Δx'，然后控制Z向旋转平台转动一周，测头测得其探针相对于对中试件上表面的运动轨迹的高度差为Δh'；将所测得的两次高度差Δh、Δh'代入关系式，得到测头探针的扫描起点与Z向旋转平台的旋转中心之间的X向对中误差Δx和Y向对中误差Δy；优点是对中操作简单，对中速度快，且对中精度和分辨率高。

主权项

1.一种螺旋扫描式表面形貌测量系统的对中方法，其所使用的测量系统包括基座、立柱、X向直线平台、Y向直线平台、Z向直线平台和Z向旋转平台，所述的Y向直线平台位于所述的X向直线平台的下方，所述的基座上设置有用于驱动所述的Y向直线平台沿Y向移动的Y向驱动机构，所述的Y向直线平台上设置有用于驱动所述的X向直线平台沿X向移动的X向驱动机构，所述的Z向旋转平台位于所述的X向直线平台的上方，所述的X向直线平台上设置有用于驱动所述的Z向旋转平台旋转的Z向旋转驱动机构，所述的立柱垂直固定在所述的基座上，所述的立柱上设置有用于驱动所述的Z向直线平台沿Z向移动的Z向驱动机构，所述的Z向直线平台上固定设置有测头，所述的X向直线平台上固定设置有X向线位移传感器，所述的Y向直线平台上固定设置有Y向线位移传感器，所述的Z向直线平台上固定设置有Z向线位移传感器，所述的Z向旋转平台上固定设置有角位移传感器，其特征在于该测量系统的对中方法包括以下具体步骤：(1)、在Z向旋转平台上固定对中试件，对中试件的下表面为水平面、上表面为倾斜面；(2)、控制Z向旋转驱动机构驱动Z向旋转平台转动一周，测头测得其探针相对于对中试件上表面的运动轨迹的高度差为Δh；(3)、控制X向驱动机构驱动X向直线平台沿X向移动微小距离Δx'，然后控制Z向旋转驱动机构驱动Z向旋转平台转动一周，测头测得其探针相对于对中试件上表面的运动轨迹的高度差为Δh'；(4)、将所测得的两次高度差Δh、Δh'代入关系式：得到测头探针的扫描起点与Z向旋转平台的旋转中心之间的X向对中误差Δx和Y向对中误差Δy，式中：α为对中试件的上表面与水平面之间的夹角，即对中试件的倾斜面的倾角；(5)、控制X向驱动机构驱动X向直线平台向靠近测头探针的方向移动Δx距离，控制Y向驱动机构驱动Y向直线平台向靠近测头探针的方向移动Δy距离，使测头探针的扫描起点与Z向旋转平台的旋转中心重合。