摘要 目前柱面镜检测的主要方法是样板比较法和干涉法。样板法对球面、柱面样板均有较高要求, 而干涉法也需合适的高要求的辅助镜, 并且对环境要求较严格。提出了用轮廓仪配用合适工装检测柱面镜的方法, 该方法简洁、直观、快速, 对环境要求较低。分析了该方法的检测误差,实验验证了分析的正确性, 指出高精度轮廓仪在一定范围内能保证柱面镜的检测精度。这种方法不仅适用于零件的最终检测, 也适用于加工过程中的检测。

关键词 柱面镜; 轮廓仪; 检测; 检测误差

引 言

光学柱面镜在强激光系统和同步辐射光束线中有着广泛的应用, 同时, 对柱面镜零件的要求也越来越高, 尤其在大功率激光谐振腔的腔片和长距离线干涉仪等高精度测试仪器和装置中[ 1-2] 。目前, 柱面镜加工中的检测主要是样板比较法, 即用平面与球面样板直接接触柱面零件, 比较检测柱面的曲率半径和柱面面形以及柱线的直线性。柱面镜的另一常用的检测方法是干涉法, 即利用一个质量较好的柱面波作为参考波面和被测柱面波相干涉, 求解出被测柱面的面形质量, 或者利用合适的辅助镜构建干涉系统以检测柱面的面形[ 2-5] 。上述两种方法均对样板或辅助镜有较高的要求, 并且干涉法对被测镜的清洁度以及环境也有较高的要求。本文提出了一种用高精度轮廓仪配用合适工装检测柱面镜的方法, 该方法简洁、直观、快速, 对环境要求较低, 不仅适用于零件的最终检测, 也适用于加工过程中的检测。

2 轮廓仪简介

本文的讨论是基于英国Fo rm T aly surf Series2 PGI 高精度轮廓仪, 其结构如图1 所示。该轮廓仪是利用金刚石探针接触工件表面, 通过相位光栅干涉传感器检测探针纵向位移, 经数/模、模/ 数转换后传输到计算机进行数据处理, 拟合出实际加工的面形, 再与理想的工件面形比较, 分析出被测面的面形误差或曲率半径。该型轮廓仪只能作一维检测, 即固定于传感器上的探针只能沿X 轴方向移动, 得出被测工件沿X 轴方向截面轮廓的面形误差, 一般适用于轴对称零件的检测。