本發(fā)明涉及光學(xué)檢測(cè)，特別是一種用于大口徑光學(xué)元件性能檢測(cè)的三維平臺(tái)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的光學(xué)檢測(cè)平臺(tái)，一般由支撐框架；支撐框架底部的底座；在支撐框架底部固定設(shè)置的光學(xué)檢測(cè)主機(jī)以及光學(xué)檢測(cè)主機(jī)上方設(shè)置的光學(xué)檢測(cè)件。能夠?qū)ξ挥谥慰蚣苌系臅r(shí)間的空間位置進(jìn)行精確、方便調(diào)節(jié)的功能。但是檢測(cè)空間有限，無(wú)法安裝各種類(lèi)型的光電探測(cè)器，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種檢測(cè)手段于一個(gè)平臺(tái)，更不能在檢測(cè)過(guò)程中保持平臺(tái)的穩(wěn)定性。平臺(tái)的用途單一，無(wú)法對(duì)大尺寸樣品進(jìn)行檢測(cè)。

三維平臺(tái)采用了雙柱式龍門(mén)結(jié)構(gòu)的整體布局，(在什么地方安裝)可以安裝各種類(lèi)型的光電探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)多種光學(xué)性能的檢測(cè)，如透射率、反射率、吸收率和散射等；也可以應(yīng)用于無(wú)切削力的激光加工領(lǐng)域，如激光打標(biāo)，激光焊接，激光熱處理，激光表面感性等。采用吸震，減震的材料最為主體的支撐結(jié)構(gòu)，不僅可以保證平臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)還大幅度的減輕了機(jī)床穩(wěn)定構(gòu)件的重量。水平驅(qū)動(dòng)件上也可以放置可更換的夾具，夾持不同口徑的樣品，最大可以?shī)A持600*400的大口徑樣品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為光學(xué)檢測(cè)提供一種用于大口徑光學(xué)元件性能檢測(cè)的三維平臺(tái)，樣品在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)可以任意調(diào)整的三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并且在機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保證檢測(cè)光束的光學(xué)特性不變。機(jī)床構(gòu)思的出發(fā)點(diǎn)：為保證檢測(cè)光源光束光學(xué)特性穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)臺(tái)圓心的軸面與檢測(cè)樣品的檢測(cè)面重合；機(jī)床負(fù)載光學(xué)元件做軌跡運(yùn)動(dòng)；充分利用光學(xué)元件的特點(diǎn)，降低機(jī)床整體重量和高度，使檢測(cè)光源的光軸略高于整個(gè)機(jī)床，給需要安裝的檢測(cè)裝置提供大于 180°的三維空間。

三維平臺(tái)的整體布局采用雙柱式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，豎直移動(dòng)Z軸托舉水平移動(dòng)X軸的方式，使光學(xué)元件的檢測(cè)點(diǎn)(即檢測(cè)光源的光軸高度)高于機(jī)床的最高點(diǎn)，預(yù)留了大于180°的三維空間。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種用于大口徑光學(xué)元件光學(xué)性能檢測(cè)的三維平臺(tái)，包括水平旋轉(zhuǎn)部分C軸、豎直移動(dòng)部分Z軸和水平移動(dòng)平臺(tái)X軸；

所述的水平旋轉(zhuǎn)部分C軸，自下而上由回轉(zhuǎn)底座和旋轉(zhuǎn)臺(tái)疊加組成，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)安裝于所述的回轉(zhuǎn)底座之上，通過(guò)所述回轉(zhuǎn)底座內(nèi)部的電機(jī)帶動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)上面的結(jié)構(gòu)部件旋轉(zhuǎn)；

所述的水平移動(dòng)平臺(tái)X軸包括水平載物臺(tái)、供大口徑光學(xué)元件放置的X軸基臺(tái)和兩根水平導(dǎo)軌構(gòu)成，兩根所述的水平導(dǎo)軌平行固定在所述的水平載物臺(tái)上的前后沿，所述的X軸基臺(tái)固定在所述的水平載物臺(tái)上，且位于兩根水平導(dǎo)軌之間；

所述的豎直移動(dòng)部分Z軸，呈左右對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，包括二個(gè)豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)Z軸基臺(tái)，所述的Z軸基臺(tái)豎直固定在所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，兩個(gè)豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)分別固定在該Z軸基臺(tái)的兩側(cè)邊，所述的豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)由水平連接板、配重塊、豎直側(cè)面導(dǎo)軌、四個(gè)滑輪、豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)、豎直絲杠和豎直導(dǎo)軌組成，所述的豎直側(cè)面導(dǎo)軌固定在所述Z軸基臺(tái)的側(cè)面，所述的豎直導(dǎo)軌固定在所述Z軸基臺(tái)正面外側(cè)，且底端通過(guò)豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)下面凹槽中的螺釘與旋轉(zhuǎn)臺(tái)相連，所述的豎直絲杠固定在所述Z軸基臺(tái)的正面，且位于該豎直導(dǎo)軌的外側(cè)，所述豎直電機(jī)與所述豎直絲杠末端相連接，豎直電機(jī)帶動(dòng)豎直絲杠旋轉(zhuǎn)，所述的滑輪安裝于所述Z軸基臺(tái)上端的左右兩邊，所述的水平載物臺(tái)的外側(cè)面與所述的水平連接板固定連接。

采用消震性較好的鑄鐵作為回轉(zhuǎn)底座的基材；根據(jù)機(jī)床負(fù)載和運(yùn)動(dòng)的需求，回轉(zhuǎn)底座最大幅度掏空、減薄、減重，以便輕型化；選用高精度、大口徑平面軸承作為旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)，確?；剞D(zhuǎn)底座旋轉(zhuǎn)定位時(shí)的平面度的精準(zhǔn)性；為了輕量化的同時(shí)保證了機(jī)床穩(wěn)定性，將大理石作為基材運(yùn)用于旋轉(zhuǎn)臺(tái)和回轉(zhuǎn)底座。

所述的水平載物臺(tái)和回轉(zhuǎn)底座的材料均采用了大理石。其物理性能穩(wěn)定，組織縝密，受撞擊只是晶粒脫落不會(huì)產(chǎn)生變形，表面不起毛邊，不影響其平面精度，材質(zhì)穩(wěn)定，吸水率低，線(xiàn)膨脹系數(shù)小，能夠保證長(zhǎng)期不變形，能夠保證整個(gè)機(jī)床的穩(wěn)定性。

所述的豎直移動(dòng)部分采用雙柱式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)利用了大理石耐壓的特性，每側(cè)承重部件采用“L”形布局，將立柱正面所受拉力，轉(zhuǎn)換成側(cè)向的擠壓力。并由所述的水平連接板、配重塊、豎直與側(cè)面?zhèn)鲃?dòng)部件、Z軸基臺(tái)、豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

針對(duì)光學(xué)檢測(cè)這一特定用途研發(fā)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。首先，確保平臺(tái)可以經(jīng)行不同類(lèi)型的光學(xué)檢測(cè)，尤其是可以對(duì)大口徑樣品進(jìn)行檢測(cè)，其中充分考慮了激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、待測(cè)樣品、運(yùn)動(dòng)方式的各自特征以及檢測(cè)要求；其次，處理好了在解決機(jī)床本身量輕化的同時(shí)，所帶來(lái)的機(jī)床床身不易穩(wěn)定的問(wèn)題。根據(jù)實(shí)際測(cè)量的結(jié)果，光學(xué)元件在機(jī)床上運(yùn)動(dòng)時(shí)，光學(xué)元件檢測(cè)面的振動(dòng)量小于5um，滿(mǎn)足檢測(cè)要求；最后，在機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，根據(jù)光軸高度，機(jī)床最高點(diǎn)低于光軸高度，有效避免了機(jī)床本身對(duì)檢測(cè)光的干擾，同時(shí)解決了多款檢測(cè)裝置同時(shí)安裝所需的空間問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于大口徑光學(xué)元件光學(xué)性能檢測(cè)的三維平臺(tái)的等軸視圖。

圖2是本發(fā)明用于大口徑光學(xué)元件光學(xué)性能檢測(cè)的三維平臺(tái)的正視圖。

圖3是本發(fā)明中豎直移動(dòng)部分Z軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中豎直移動(dòng)部分Z軸的局部圖。

圖中：1－回轉(zhuǎn)底座、2－旋轉(zhuǎn)臺(tái)、3－水平載物臺(tái)、4－X軸基臺(tái)、5－水平導(dǎo)軌、6－水平連接板、7－配重塊、8－豎直側(cè)面導(dǎo)軌、9－滑輪、10－Z軸基臺(tái)、11－豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)、12－豎直絲杠、13－豎直導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制發(fā)明的保護(hù)范圍。

請(qǐng)參閱圖1光學(xué)檢測(cè)三維平臺(tái)的等軸視圖和圖2光學(xué)檢測(cè)三維平臺(tái)的正視圖。由圖可見(jiàn)，本發(fā)明光學(xué)檢測(cè)三維平臺(tái)，由水平移動(dòng)部分X軸、豎直移動(dòng)部分Z軸和水平旋轉(zhuǎn)部分C軸組成。

所述的回轉(zhuǎn)底座1位于最底部，回轉(zhuǎn)底座1內(nèi)部包含運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2安裝于所述的回轉(zhuǎn)底座1之上，通過(guò)所述回轉(zhuǎn)底座1內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)致使所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上面的結(jié)構(gòu)部件旋轉(zhuǎn)起來(lái)。

所述的豎直移動(dòng)部分呈左右對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，Z軸基臺(tái)10安裝固定在所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上，所述的兩個(gè)豎直側(cè)面導(dǎo)軌8分別安裝于所述Z軸基臺(tái)10的兩個(gè)側(cè)面，所述的兩個(gè)豎直導(dǎo)軌13分別安裝于所述Z軸基臺(tái)10前面的左右兩邊，所述的豎直絲杠12安裝于所述Z軸基臺(tái)10前面的左右兩邊，且位于所述豎直導(dǎo)軌13的外側(cè)，所述豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)11與所述豎直絲杠12末端相連接，可帶動(dòng)豎直絲杠12旋轉(zhuǎn)。豎直絲杠12、豎直側(cè)面導(dǎo)軌8以及豎直導(dǎo)軌13均與所述水平連接板6連接起來(lái)，達(dá)到連接豎直移動(dòng)部分Z軸與水平移動(dòng)部分X軸的效果。把所述的兩個(gè)滑輪9分別安裝于所述Z軸基臺(tái)(10)上端的左右兩邊，而所述的配重塊7通過(guò)所述的滑輪9與水平移動(dòng)部分X軸中所述的水平載物臺(tái)3下面連接起來(lái)構(gòu)成平衡系統(tǒng)。

水平移動(dòng)部分X軸中所述的水平載物臺(tái)3通過(guò)所述的水平連接板6與豎直移動(dòng)部分Z軸中所述豎直絲杠12、豎直側(cè)面導(dǎo)軌8以及豎直導(dǎo)軌13連接起來(lái)。從俯視角度來(lái)看，所述的X軸基臺(tái)4位于所述的水平載物臺(tái)3中,所述的兩根水平導(dǎo)軌5平行安裝于所述的水平載物臺(tái)3上，從正面來(lái)看，一根靠近所述水平載物臺(tái)3的前端，即X軸基臺(tái)4的前面，一根靠近所述水平載物臺(tái)3的后端，即X軸基臺(tái)4的后面、水平連接板6的前面。

最后把待測(cè)樣品以及相關(guān)的光學(xué)檢測(cè)夾具安裝于所述水平載物臺(tái)3上后便可進(jìn)行檢測(cè)工作。