一种平面平晶检定装置及检定方法与流程

1.本发明涉及平面平晶检定的技术领域，具体为一种平面平晶检定装置及检定方法。


背景技术：

2.众所周知，平面度检定光学平面平晶是一种用于工业生产加工过程中，对零件的平面进行平面度检测，提高产品质量的辅助装置，其在平面度检测设备技术领域中得到了广泛的使用，平行平晶是用于以干涉法测量块规，以及检验块规、量规、零件密封面、测量仪器和测量工具量面的研合性和平面度的常用工具。
3.传统的平晶检定仪采用钠灯，单色性差，干涉条纹的对比度不够明显，且使用时需要较长的预热时间；在观测时通过人眼，利用移动千分尺读出干涉条纹间距和干涉条纹弯曲量，由于人眼观测和手动操作便会带来测量误差，进而影响结果的精度；同时平晶检定仪只能完成单个被测平晶的检定，导致平晶检定仪检定的效率降低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种平面平晶检定装置及检定方法，通过设计的实验光路和搭建的检定算法，提高检定的精度，同时可并行检定多个被测平晶的平面度，提高检定效率，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种平面平晶检定装置，包括被测平晶，所述被测平晶的底部设置有标准平晶，所述被测平晶的顶部设置有准直物镜，所述准直物镜的左上方设置有挡板，所述挡板上开设有小孔，所述挡板的侧面设置有光纤激光，所述挡板的右侧设置有第一反射镜，所述准直物镜的正上方设置有第二反射镜，所述光纤激光的激光前方设置有分光镜，所述分光镜的右侧设置有ccd相机。
6.优选的，所述被测平晶设置有多个，多个被测平晶呈平行排列分布。
7.优选的，所述光纤激光的激光经小孔照射，所述第一反射镜和第二反射镜均呈角度设置。
8.一种平面平晶检定装置的检定方法，该方法包括以下步骤：s1：通过ccd相机采集被测平晶与标准平晶的干涉图样，光纤激光从小孔入射，经过分光镜产生反射光束，反射光束经过第一反射镜和第二反射镜产生垂直于标准平晶的反射光束，该反射光束经过准直物镜准直后照射到被测平晶和标准平晶上，被测平晶和标准平晶分别产生按照原光路返回的反射光束，透过分光镜照射到ccd相机上，形成干涉图样；s2：完成被测平晶的检定，采用自行搭建的平面度算法，通过得出多平晶干涉图，经图像预处理，圆搜索算法获取单平品干涉位置，通过旋转θ角度，再通过二维傅里叶变换，是否与校正平谱相识，如若不是，则重复旋转其它的角度，完成被测平晶的检定，如若是，则检定参数获取，得到平面度。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 本发明采用了平面等厚干涉的方法，通过相机采集被测平晶与标准平晶的干涉图样，设计的实验光路和搭建的检定算法，提高检定的精度，同时可并行检定多个被测平晶的平面度，提高检定效率；2. 本发明中可放置多个被测平晶，通过相机采集，采用算法提取多个被测平晶干涉图样区域，并行完成平面度的检定，并且通过相机采集、软件算法处理，保证数据的准确性跟一致性，提高结果精度；3. 本发明采用光纤激光，单色性强，提高干涉条纹的对比度，缩短预热时间，提高平面度的精度和效率。
附图说明
10.图1为本发明工作原理的示意图；图2为本发明检定算法的流程图；图3为本发明多平晶干涉图样进行单平晶位置检测的原始图；图4为本发明相对于图3依次是灰度变换、均值滤波、中值滤波、二值化以及形态学的预处理后的平晶图；图5为本发明多平晶位置的检测图；图6为本发明校正前需对干涉条纹图进行预处理的原始图；图7为本发明校正前需对干涉条纹图进行预处理后的示意图；图8为本发明校正后的图样示意图；图9为本发明对预处理后的干涉图进行每一段干涉条纹的曲线函数的拟合效果图。
11.图中：被测平晶1；标准平晶2；准直物镜3；挡板4；小孔41；光纤激光42；第一反射镜5；第二反射镜6；分光镜7；ccd相机8。
具体实施方式
12.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
13.请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种平面平晶检定装置，包括被测平晶1，被测平晶1的底部设置有标准平晶2，被测平晶1的顶部设置有准直物镜3，准直物镜3的左上方设置有挡板4，挡板4上开设有小孔41，挡板4的侧面设置有光纤激光42，光纤激光42的激光经小孔41照射，采用光纤激光42，单色性强，提高干涉条纹的对比度，缩短预热时间，提高平面度的精度和效率。
14.挡板4的右侧设置有第一反射镜5，准直物镜3的正上方设置有第二反射镜6，第一反射镜5和第二反射镜6均呈角度设置，光纤激光42的激光前方设置有分光镜7，分光镜7的右侧设置有ccd相机8，通过ccd相机8采集、软件算法处理，保证数据的准确性跟一致性，提高结果精度。
15.被测平晶1设置有多个，多个被测平晶1呈平行排列分布，放置多个被测平晶1，通
过ccd相机8采集，采用算法提取多个被测平晶1干涉图样区域，并行完成平面度的检定。
16.本发明采用了平面等厚干涉的方法，通过ccd相机8采集被测平晶1与标准平晶2的干涉图样，采用自行搭建的平面度算法，完成被测平晶1的检定。
17.一种平面平晶检定装置的检定方法，该方法包括以下步骤：s1：通过ccd相机8采集被测平晶1与标准平晶2的干涉图样，光纤激光42从小孔41入射，经过分光镜7产生反射光束，反射光束经过第一反射镜5和第二反射镜6产生垂直于标准平晶2的反射光束，该反射光束经过准直物镜3准直后照射到被测平晶1和标准平晶2上，被测平晶1和标准平晶2分别产生按照原光路返回的反射光束，透过分光镜7照射到ccd相机8上，形成干涉图样；s2：完成被测平晶1的检定，采用自行搭建的平面度算法，通过得出多平晶干涉图，经图像预处理，圆搜索算法获取单平品干涉位置，通过旋转θ角度，再通过二维傅里叶变换，是否与校正平谱相识，如若不是，则重复旋转其它的角度，完成被测平晶1的检定，如若是，则检定参数获取，得到平面度。
18.多平晶干涉图样进行单平晶位置检测的原始图如附图3所示；对原始图片依次是灰度变换、均值滤波、中值滤波、二值化以及形态学的预处理如附图4所示；通过进行圆搜索算法，（圆搜索算法思路：在干涉图样中设置一个搜索圆，随机建立圆心且不断扩大半径，当搜索圆内数据达到最多且半径再次扩大，圆内数据没有变化时，则认为搜索圆找到单个平晶干涉区域），提取预处理后的平晶图的数据，进行圆拟合得出每个平晶的位置信息，多平晶位置检测的位置图如附图5所示；校正前需对干涉条纹图进行预处理（依次是灰度变换、均值滤波、中值滤波、二值化以及形态学处理）以此来降低干涉图样的噪声，原始图和预处理后的图分别如附图6和7所示；对干涉图的频谱信息进行分析，频谱信息为水平分布，则视为是校正完成的图样；否则将原始图样进行小角度的旋转再进行频谱分析，以此操作来进行干涉图样的校正，校正后的图样如附图8所示；对预处理后的干涉图进行每一段干涉条纹的曲线函数拟合，利用拟合的函数给出干涉条纹的间距及弯曲量，拟合效果图如附图9所示；通过算法获取到干涉条纹间距和干涉条纹弯曲量,从而通过计算获得被测平晶的平面度。
19.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。