一種表面輪廓檢測裝置及檢測方法
2023-05-26 23:15:26
專利名稱：一種表面輪廓檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發明涉及表面檢測技術領域，尤其是關於一種用於表面輪廓檢測的檢測裝置及檢測方法。
背景技術：
光學鏡片為目前光學產品及光機產品中不可或缺的關鍵零組件之一，隨著光學產品及光機產品的不斷發展，光學鏡片的應用不斷擴展；與此同時，對光學鏡片的性能要求也不斷提高。
例如非球麵塑膠鏡片在光學讀取頭中的應用，讀取頭從CD、到VCD、再到DVD，其對鏡片的非球面角度要求不斷增大、對鏡片的精度要求也不斷提高。
一般的塑膠鏡片是採用模具射出成型來達成，因而模具中的非球面模仁的模造表面精度決定著非球面鏡片的鏡面精度。非球面模仁的加工是採用精密加工工具機來完成的，然而隨著非球面模仁的面傾斜角度的增大，加工誤差也容易增大。
請參見圖1，傳統精密加工過程中，控制非球面工件的表面加工誤差一般是採用一個在工具機上的表面輪廓檢測器來輔助實現。該表面輪廓檢測器包括一個傳感器2與一個數控器3。鑑於單個傳感器2的架設方式及其探頭21的尺寸的影響，在保證其精度的範圍內，對表面1進行檢測時，傳感器2的中心軸與表面1的切面所形成的角度β要大於45°，即現有技術的在工具機上的表面輪廓檢測器只能檢測面傾斜角θ小於45°的表面。然而，對於面傾斜角θ大於45°的非球面工件，當傳感器2的中心軸與被測表面的切面所形成的角度小於45°時，檢測的補償計算困難，容易造成檢測的誤差被放大，而無法做精確的檢測。
因此，有必要提供一種易於檢測面傾斜角較大的工件的表面輪廓檢測裝置及檢測方法。
發明內容以下將以實施例提供一種表面輪廓檢測裝置及檢測方法。
一種表面輪廓檢測裝置，包括第一傳感器，第二傳感器，及一個數控系統，其中該兩個傳感器的中心軸沿探測方向延長線之間的夾角小於等於90°；該數控系統分別與該第一傳感器及第二傳感器相連，並用於控制該第一傳感器與第二傳感器做檢測及處理檢測信號。
及一種表面輪廓檢測方法，其包括如下步驟將第一傳感器與第二傳感器對準待測工件的表面；設定第一傳感器與第二傳感器的夾角及檢測路徑；分別用第一傳感器與第二傳感器檢測工件的兩部分表面；及數控系統處理來至第一傳感器與第二傳感器的檢測信號，得出結果。
相對於現有技術，所述表面輪廓檢測裝置，包括中心線延長線之間夾角小於等於90°的兩個傳感器。在檢測傾斜角度較大的工件時，由於兩個傳感器可分別對工件的兩部分表面進行檢測，而讓每個傳感器中心軸與其檢測表面的切面所形成的夾角都可大於45°；使得在檢測表面傾斜角較大的工件的同時，還可保證儀器檢測的精度。因此上述表面輪廓檢測裝置及檢測方法具有易於檢測面傾斜角較大的工件的優點。
圖1是現有技術檢測器的示意圖。
圖2是本發明實施例表面輪廓檢測裝置的示意圖。
具體實施方式下面將結合附圖及實施例對表面輪廓檢測裝置及檢測方法作進一步詳細說明。
請參見圖2，本實施例表面輪廓檢測裝置，其包括第一傳感器201，第二傳感器202，及一個數控系統30。其中，該第一傳感器201與第二傳感器202的夾角α小於等於90°，該夾角α為該第一傳感器201與第二傳感器202的中心軸沿探測方向延伸所形成的角；較佳的是該夾角α小於90°。該數控系統30與該第一傳感器201及第二傳感器202分別相連，該數控系統30用於控制該第一傳感器201與第二傳感器202進行檢測，並處理來至該第一傳感器201與第二傳感器202的檢測信號。
該第一傳感器201及第二傳感器202可為光幹涉傳感器或電感傳感器；優選使用電感傳感器，例如LVDT傳感器(線性可變差分變壓器式傳感器)。
如圖2所示，使用時，由於該第一傳感器201可檢測工件10中心軸右側表面101，該第二傳感器202可檢測工件10中心軸左側表面102；這使得該第一傳感器201與第二傳感器202的中心軸與該工件10表面的切面所形成的夾角β都可大於45°；因此其可檢測面傾斜角θ小於90°的工件，並同時可保證檢測精度。且當該第一傳感器201與第二傳感器202的夾角α小於90°，用該第一傳感器201與第二傳感器202做檢測時，在工件10中心軸附近還可有部分檢測重疊，對該檢測重疊的數據進行疊合運算，其還可進一步提高檢測計算的準確度。
可以理解的是，只要工件的傾斜角θ小於90°，即使工件10不具有中心軸，通過把該工件10的表面分成特定的兩部分，而分別用該第一傳感器201及第二傳感器202檢測，傳感器的中心軸與其所測表面的切面所形成的夾角β都可大於45°，確保檢測的精度。
該數控系統30，在控制該第一傳感器201與第二傳感器202的做檢測時，可通過編程來實現控制傳感器的移動路線。該數控系統30，還處理來至該第一傳感器201與第二傳感器202的檢測信號，得出檢測結果。其中，該檢測信號可包括該第一傳感器201與第二傳感器202檢測工件10所得的表面輪廓信息，及該第一傳感器201與第二傳感器202檢測時移動至不同位置的位置信息。
另外，本實施例的表面輪廓檢測方法包括如下步驟步驟一，將第一傳感器與第二傳感器對準待測工件的表面視工具機的形狀而定，其可將工件10移至第一傳感器201與第二傳感器202處；也可將該第一傳感器201與第二傳感器202移至工件10處；具體要求是工件10在工具機上加工狀態的位置不改變。
步驟二，設定第一傳感器201與第二傳感器202的夾角α及檢測路徑。
該步驟二中，可根據工件10的最大面傾角大小，先確定第一傳感器201與第二傳感器202的夾角α，再將工件10表面劃分成分別用第一傳感器201及第二傳感器檢測的右側表面101與左側表面102；然後用一個已知半徑的球面來確定第一傳感器201及第二傳感器202與工件表面間的距離；再根據工件10的表面輪廓，通過數控系統30的程序設定，來確定該第一傳感器201及第二傳感器202的位移檢測路線。
步驟三，用第一傳感器201與第二傳感器202分別檢測工件10的兩部分表面。
根據設定的檢測路徑，該第一傳感器201檢測工件10的右側表面101，該第二傳感器202檢測工件10的左側表面102。由於採用兩個傳感器分別對工件的表面進行檢測，使得每個傳感器的中心軸與被檢測表面的切面所形成的夾角β可大於45°，因此該第一傳感器201與第二傳感器202結合可檢測傾斜角θ小於90°的工件，且易於保證儀器檢測的精度。
步驟四，用數控系統30處理來至該第一傳感器201與第二傳感器202的檢測信號，並得出結果。
該步驟四中，處理過程可使用一個標準工件的數據與該第一傳感器201及第二傳感器202所測得的數據相比對，計算出工件10的表面與標準工件的偏差，繼而得到檢測結果。
與現有技術相比較，所述表面輪廓檢測裝置，包括夾角α小於等於90°的第一傳感器201與第二傳感器202。在檢測傾斜角度較大的工件10時，由於兩個傳感器分別對工件的右側表面101及左側表面表面102進行檢測，而讓每個傳感器中心軸與其檢測表面的切面所形成的夾角都可大於45°；使得在檢測表面傾斜角較大的工件的同時，還可保證儀器檢測的精度。因此上述表面輪廓檢測裝置及檢測方法具有易於檢測面傾斜角較大的工件的優點。
權利要求
1.一種表面輪廓檢測裝置，包括第一傳感器，第二傳感器，及一個數控系統，其中該第一傳感器與第二傳感器的中心軸沿探測方向延長線之間的夾角小於等於90°；該數控系統分別與該第一傳感器及第二傳感器相連，並用於控制該第一傳感器與第二傳感器做檢測及處理檢測信號。
2.如權利要求1所述表面輪廓檢測裝置，其特徵是，該第一傳感器與第二傳感器的夾角小於90°。
3.如權利要求1所述表面輪廓檢測裝置，其特徵是，該傳感器為光幹涉傳感器或電感傳感器。
4.一種表面輪廓檢測方法，其包括如下步驟將第一傳感器與第二傳感器對準待測工件的表面；設定第一傳感器與第二傳感器的夾角及檢測路徑；分別用第一傳感器與第二傳感器檢測工件的兩部分表面；及數控系統處理來至第一傳感器與第二傳感器的檢測信號，得出結果。
5.如權利要求5所述表面輪廓檢測方法，其特徵是，在設定第一傳感器與第二傳感器的檢測路徑時，將工件的表面劃分成兩個檢測部分。
全文摘要
本發明公開一種表面輪廓檢測裝置，包括第一傳感器，第二傳感器，及一個數控系統，其中該兩個傳感器的中心軸沿探測方向延長線之間的夾角小於等於90°；該數控系統分別與該第一傳感器及第二傳感器相連，並用於控制該第一傳感器與第二傳感器做檢測及處理檢測信號。另外本發明還公開一種表面輪廓檢測方法。上述表面輪廓檢測裝置及檢測方法具有易於檢測面傾斜角較大的工件的優點。
文檔編號G01B7/28GK1995907SQ20061003280
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月6日 優先權日2006年1月6日
發明者邱文賜 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司