CN1995907A - 一种表面轮廓检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种表面轮廓检测装置，包括第一传感器，第二传感器，及一个数控***，其中该两个传感器的中心轴沿探测方向延长线之间的夹角小于等于90°；该数控***分别与该第一传感器及第二传感器相连，并用于控制该第一传感器与第二传感器做检测及处理检测信号。另外本发明还公开一种表面轮廓检测方法。上述表面轮廓检测装置及检测方法具有易于检测面倾斜角较大的工件的优点。

Description

一种表面轮廓检测装置及检测方法
【技术领域】
本发明涉及表面检测技术领域，尤其是关于一种用于表面轮廓检测的检测装置及检测方法。
【背景技术】
光学镜片为目前光学产品及光机产品中不可或缺的关键零组件之一，随着光学产品及光机产品的不断发展，光学镜片的应用不断扩展；与此同时，对光学镜片的性能要求也不断提高。
例如非球面塑胶镜片在光学读取头中的应用，读取头从CD、到VCD、再到DVD，其对镜片的非球面角度要求不断增大、对镜片的精度要求也不断提高。
一般的塑胶镜片是采用模具射出成型来达成，因而模具中的非球面模仁的模造表面精度决定着非球面镜片的镜面精度。非球面模仁的加工是采用精密加工机床来完成的，然而随着非球面模仁的面倾斜角度的增大，加工误差也容易增大。
请参见图1，传统精密加工过程中，控制非球面工件的表面加工误差一般是采用一个在机床上的表面轮廓检测器来辅助实现。该表面轮廓检测器包括一个传感器2与一个数控器3。鉴于单个传感器2的架设方式及其探头21的尺寸的影响，在保证其精度的范围内，对表面1进行检测时，传感器2的中心轴与表面1的切面所形成的角度β要大于45°，即现有技术的在机床上的表面轮廓检测器只能检测面倾斜角θ小于45°的表面。然而，对于面倾斜角θ大于45°的非球面工件，当传感器2的中心轴与被测表面的切面所形成的角度小于45°时，检测的补偿计算困难，容易造成检测的误差被放大，而无法做精确的检测。
因此，有必要提供一种易于检测面倾斜角较大的工件的表面轮廓检测装置及检测方法。
【发明内容】
以下将以实施例提供一种表面轮廓检测装置及检测方法。
一种表面轮廓检测装置，包括第一传感器，第二传感器，及一个数控***，其中该两个传感器的中心轴沿探测方向延长线之间的夹角小于等于90°；该数控***分别与该第一传感器及第二传感器相连，并用于控制该第一传感器与第二传感器做检测及处理检测信号。
及一种表面轮廓检测方法，其包括如下步骤：将第一传感器与第二传感器对准待测工件的表面；设定第一传感器与第二传感器的夹角及检测路径；分别用第一传感器与第二传感器检测工件的两部分表面；及数控***处理来至第一传感器与第二传感器的检测信号，得出结果。
相对于现有技术，所述表面轮廓检测装置，包括中心线延长线之间夹角小于等于90°的两个传感器。在检测倾斜角度较大的工件时，由于两个传感器可分别对工件的两部分表面进行检测，而让每个传感器中心轴与其检测表面的切面所形成的夹角都可大于45°；使得在检测表面倾斜角较大的工件的同时，还可保证仪器检测的精度。因此上述表面轮廓检测装置及检测方法具有易于检测面倾斜角较大的工件的优点。
【附图说明】
图1是现有技术检测器的示意图。
图2是本发明实施例表面轮廓检测装置的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图及实施例对表面轮廓检测装置及检测方法作进一步详细说明。
请参见图2，本实施例表面轮廓检测装置，其包括第一传感器201，第二传感器202，及一个数控***30。其中，该第一传感器201与第二传感器202的夹角α小于等于90°，该夹角α为该第一传感器201与第二传感器202的中心轴沿探测方向延伸所形成的角；较佳的是该夹角α小于90°。该数控***30与该第一传感器201及第二传感器202分别相连，该数控***30用于控制该第一传感器201与第二传感器202进行检测，并处理来至该第一传感器201与第二传感器202的检测信号。
该第一传感器201及第二传感器202可为光干涉传感器或电感传感器；优选使用电感传感器，例如LVDT传感器(线性可变差分变压器式传感器)。
如图2所示，使用时，由于该第一传感器201可检测工件10中心轴右侧表面101，该第二传感器202可检测工件10中心轴左侧表面102；这使得该第一传感器201与第二传感器202的中心轴与该工件10表面的切面所形成的夹角β都可大于45°；因此其可检测面倾斜角θ小于90°的工件，并同时可保证检测精度。且当该第一传感器201与第二传感器202的夹角α小于90°，用该第一传感器201与第二传感器202做检测时，在工件10中心轴附近还可有部分检测重叠，对该检测重叠的数据进行叠合运算，其还可进一步提高检测计算的准确度。
可以理解的是，只要工件的倾斜角θ小于90°，即使工件10不具有中心轴，通过把该工件10的表面分成特定的两部分，而分别用该第一传感器201及第二传感器202检测，传感器的中心轴与其所测表面的切面所形成的夹角β都可大于45°，确保检测的精度。
该数控***30，在控制该第一传感器201与第二传感器202的做检测时，可通过编程来实现控制传感器的移动路线。该数控***30，还处理来至该第一传感器201与第二传感器202的检测信号，得出检测结果。其中，该检测信号可包括该第一传感器201与第二传感器202检测工件10所得的表面轮廓信息，及该第一传感器201与第二传感器202检测时移动至不同位置的位置信息。
另外，本实施例的表面轮廓检测方法包括如下步骤：
步骤一，将第一传感器与第二传感器对准待测工件的表面
视机床的形状而定，其可将工件10移至第一传感器201与第二传感器202处；也可将该第一传感器201与第二传感器202移至工件10处；具体要求是工件10在机床上加工状态的位置不改变。
步骤二，设定第一传感器201与第二传感器202的夹角α及检测路径。
该步骤二中，可根据工件10的最大面倾角大小，先确定第一传感器201与第二传感器202的夹角α，再将工件10表面划分成分别用第一传感器201及第二传感器检测的右侧表面101与左侧表面102；然后用一个已知半径的球面来确定第一传感器201及第二传感器202与工件表面间的距离；再根据工件10的表面轮廓，通过数控***30的程序设定，来确定该第一传感器201及第二传感器202的位移检测路线。
步骤三，用第一传感器201与第二传感器202分别检测工件10的两部分表面。
根据设定的检测路径，该第一传感器201检测工件10的右侧表面101，该第二传感器202检测工件10的左侧表面102。由于采用两个传感器分别对工件的表面进行检测，使得每个传感器的中心轴与被检测表面的切面所形成的夹角β可大于45°，因此该第一传感器201与第二传感器202结合可检测倾斜角θ小于90°的工件，且易于保证仪器检测的精度。
步骤四，用数控***30处理来至该第一传感器201与第二传感器202的检测信号，并得出结果。
该步骤四中，处理过程可使用一个标准工件的数据与该第一传感器201及第二传感器202所测得的数据相比对，计算出工件10的表面与标准工件的偏差，继而得到检测结果。
与现有技术相比较，所述表面轮廓检测装置，包括夹角α小于等于90°的第一传感器201与第二传感器202。在检测倾斜角度较大的工件10时，由于两个传感器分别对工件的右侧表面101及左侧表面表面102进行检测，而让每个传感器中心轴与其检测表面的切面所形成的夹角都可大于45°；使得在检测表面倾斜角较大的工件的同时，还可保证仪器检测的精度。因此上述表面轮廓检测装置及检测方法具有易于检测面倾斜角较大的工件的优点。

Claims (5)

1.一种表面轮廓检测装置，包括第一传感器，第二传感器，及一个数控***，其中该第一传感器与第二传感器的中心轴沿探测方向延长线之间的夹角小于等于90°；该数控***分别与该第一传感器及第二传感器相连，并用于控制该第一传感器与第二传感器做检测及处理检测信号。
2.如权利要求1所述表面轮廓检测装置，其特征是，该第一传感器与第二传感器的夹角小于90°。
3.如权利要求1所述表面轮廓检测装置，其特征是，该传感器为光干涉传感器或电感传感器。
4.一种表面轮廓检测方法，其包括如下步骤：
将第一传感器与第二传感器对准待测工件的表面；
设定第一传感器与第二传感器的夹角及检测路径；
分别用第一传感器与第二传感器检测工件的两部分表面；及
数控***处理来至第一传感器与第二传感器的检测信号，得出结果。
5.如权利要求5所述表面轮廓检测方法，其特征是，在设定第一传感器与第二传感器的检测路径时，将工件的表面划分成两个检测部分。
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