一种三坐标测量光学元件用的定位装置的制作方法

本发明公开了一种三坐标测量光学元件用的定位装置，属于三坐标测量领域，用于三坐标测量回转光学元件以及矩形口径光学元件时的定位。

背景技术：

三坐标测量机作为几何量的测量设备，已经广泛地应用到了光学加工过程中，尤其是光学加工的研磨以及粗抛阶段，面形误差还没有达到光波波长量级，表面光亮度不够，通常情况下用干涉仪检测比较困难。因此三坐标测量成为了研磨与粗抛阶段主要的面形检测手段，其检测效率常常关系到生产量。在保证测量结果准确的同时，还需提高测量效率。在三坐标测量作业中，由于被测元件的尺寸几何形状不同，操作人员的测量习惯也不同，常常会导致测量结果的不确定性、检测结果的差异性。由于需要人工对每个工件找正，检测效率低，不能满足快速生产对测量的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种三坐标测量光学元件用的定位装置，作为常用的光学元件被检测元件在三坐标检测设备上的一个公共的夹具定位接口，以避免操作不确定性造成的检测结果的差异性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种三坐标测量光学元件用的定位装置，包括定位底板、第一定位芯轴、第二定位芯轴、l形直角定位尺，所述定位底板上均匀设置有若干排螺纹孔，所述第一定位芯轴与第二定位芯轴的一端设置有与所述定位底板上的螺纹孔对应的外螺纹，所述l形直角定位尺的两条直边相交处外侧与第二定位芯轴用焊接方式固定连接，所述第一定位芯轴与第二定位芯轴有螺纹一端分别与所述定位底板上的螺纹孔连接。

进一步地，上述技术方案中所述的三坐标测量光学元件用的定位装置，还包括定位圆柱；所述定位圆柱上设置有偏心通孔，所述定位圆柱与定位底板之间通过第一定位芯轴螺纹与定位底板上的螺纹孔连接。偏心通孔还可以在定位圆柱的径向方向设置成多个，所述定位圆柱与定位底板之间还可以设置锁死装置，防止工件靠紧时定位圆柱发生旋转；锁死装置可以是定位圆柱与定位底板接触面上设置的凹凸对应的可以相互咬合的齿轮副。

进一步地，上述技术方案中所述的偏心通孔位于定位圆柱的边缘处。

进一步地，上述技术方案中所述的第一定位芯轴上不带螺纹一端的端面上设置有一字型或者十字型凹槽，可以用改锥对其夹紧或者拆卸。

进一步地，上述技术方案中所述的l形直角定位尺开口方向背向所述第一定位芯轴。

进一步地，上述技术方案中所述的l形直角定位尺其中一条直边与第一定位芯轴侧壁相切。

本发明与现有技术相比，其显著优点:：

本技术方案采用可旋转的l形直角定位尺、带有偏心孔的定位圆柱、定位芯轴组合成用于三坐标测量光学元件的定位装置，适用于对不同尺寸的圆柱形光学元件以及不同尺寸的矩形光学元件的定位。该定位装置结构简单，加工成本低，被测工件可直接放置在定位底板上并靠紧对应的定位装置即可启动测量，避免了操作的不确定性造成的检测结果的差异性；节约了人工操作找正工件的时间，在批量测量过程中可实现不停机连续测量，提高了测量效率。

附图说明

图1为实施例一中三坐标测量光学元件用的定位装置的示意图；

图2为定位圆柱结构的示意图；

图3为第二定位芯轴的结构示意图；

图4为l形直角定位尺与第二定位芯轴的焊接组合体的结构示意图；

图5为实施例二中样品元件定位俯视图；

图6为实施例二中样品元件定位斜视图；

图7为实施例三中样品元件定位俯视图；

图8为实施例三中样品元件定位斜视图；

图9为实施例四中样品元件定位俯视图；

图10为实施例四中样品元件定位斜视图；

图11为带有一字型凹槽的第二定位芯轴；

其中：1.定位底板；2.定位圆柱；21.偏心通孔；3.第一定位芯轴；31.第二定位芯轴；4.l形直角定位尺；5.第一元件样品；6.第二元件样品；7.矩形光学元件样品；8.一字型凹槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案做进一步描述。

实施例一：如图1～4所示的一种三坐标测量光学元件用的定位装置，包括定位底板1、定位圆柱2、第一定位芯轴3、第二定位芯轴31、l形直角定位尺4，定位底板1上均匀设置有若干排螺纹孔11，第一定位芯轴3与第二定位芯轴31的一端设置有与所述定位底板1上的螺纹孔11对应的外螺纹，所述l形直角定位尺4的两条直边相交处外侧与第二定位芯轴31用焊接方式固定连接，第一定位芯轴3与第二定位芯轴31有螺纹一端分别与定位底板1上的螺纹孔连接；所述定位圆柱2上设置有偏心通孔21，定位圆柱2与定位底板1之间通过第一定位芯轴3的螺纹与定位底板1上的螺纹孔11连接。

实施例二：如图5～6所示，用实施例一的定位装置对直径大于两定位芯轴之间距离的回转光学的第一元件样品5定位。旋转l形直角定位尺4使其开口方向背向第一定位芯轴3，将定位圆柱2旋转至背向第二定位芯轴31。将第一元件样品5靠紧第一定位芯轴3与第二定位芯轴31即可完成对第一元件样品5的x、y、z平动自由度以及绕x、y轴转动自由度的定位。由于第一元件样品5自身结构具有旋转对称性，在三坐标测量时通常不需要考虑绕z轴的旋转自由度；如果需要同时对z轴旋转自由度定位，可以将第一元件样品5靠紧第一定位芯轴3与第二定位芯轴31，同时将l形直角定位尺4的一条边旋转至与第一元件样品5相切，分别在第一元件样品5侧壁上以及l形直角定位尺4相切位置刻画标记，即可完对第一元件样品5六个自由度的完全定位；如果下次还需测量该工件只需先将其靠紧第一、第二定位芯轴，然后旋转第一元件样品5，使工件上的标记与l形直角定位尺4上的标记重合即可。为了避免在靠紧定位时定位芯轴与玻璃侧壁硬性碰撞而可能造成局部破裂风险，上述各个部件可以使用塑料材质制成，例如聚四氟乙烯塑料。

实施例三：如图7～8所示，用实施例一的装置对直径小于两定位芯轴之间距离的回转光学的第二元件样品6定位。由于第二元件样品6直径小于两个定位芯轴之间的距离所以需要借助定位圆柱2完成定位。旋转定位圆柱2，使其与第二定位芯轴31的最小距离大于第二元件样品6的直径，然后使用第一定位芯轴3将定位圆柱2固定在定位底板1上；将第二元件样品6靠紧定位圆柱2与第二定位芯轴31即可完成对第二元件样品6的x、y、z平动自由度以及绕x、y轴转动自由度的定位。由于第二元件样品6自身结构具有旋转对称性，在三坐标测量时通常不需要考虑绕z轴的旋转自由度；如果需要同时对z轴旋转自由度定位，可以将第二元件样品6靠紧定位圆柱2与第二定位芯轴31，同时将l形直角定位尺4的一条边旋转至与第二元件样品6相切，分别在第二元件样品6侧壁上以及l形直角定位尺4相切位置刻画标记，即可完对第二元件样品6六个自由度的完全定位；如果下次还需测量该工件只需先将工件靠紧定位圆柱2、第二定位芯轴31，然后旋转第二元件样品6，使工件上的标记与l形直角定位尺4上的标记重合即可。

实施例四：如图9～10所示，用实施例一的定位装置对矩形光学元件7的定位，旋转l形直角定位尺4使其一条直边使与第一定位芯轴3侧壁相切，将矩形光学元件7的两条边靠紧l形直角定位尺4的两条直边即可同时完成六个自由度的定位。下次测量时只需要直接将矩形光学元件7的两条直角边靠紧l形直角定位尺4即可完成定位。

实施例五：实施例一基础上的三坐标测量光学元件用的定位装置，所述第一定位芯轴3上不带螺纹一端的端面上设置有一字型凹槽8或者十字型凹槽。这样可以用改锥对其夹紧或者拆卸；图11所示的第一定位芯轴上一端面设置的为一字型凹槽8。