非球面接觸式輪廓儀三維測量研究.pdf

1、隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非球面已滿足人們對光學(xué)系統(tǒng)提出的許多新要求。如增加系統(tǒng)的相對孔徑，擴(kuò)大視場角，改善光照均勻性，簡化結(jié)構(gòu)和提高成像質(zhì)量等。人們對非球面要求不斷提高的同時，對檢測技術(shù)也提出了新的要求。
　　在非球面加工的研磨和粗磨階段，因為鏡面未拋亮，粗糙度大，所以反射效率低，干涉法無法得到理想的波前。而輪廓儀對鏡面粗糙度沒有很高的要求，并且無需補(bǔ)償器件即可直接測量表面矢高數(shù)據(jù)，可靠性強(qiáng)。因而輪廓儀在非球面研磨和拋光前期得到廣泛應(yīng)

2、用。
　　目前，輪廓儀在非球面檢測中的主要誤差來源是球頭接觸誤差。矯正的一般方法是通過已知的方程計算法線方向，但這種方法限制了測量的準(zhǔn)確度。因此本文提出了一種準(zhǔn)確計算接觸角的四點共球補(bǔ)償方法，該方法無需提供理論面形方程即可精確修正測量數(shù)據(jù)。
　　本文首先闡述并建立了四點共球數(shù)學(xué)模型，并詳細(xì)分析了模型在不同面型下的數(shù)學(xué)運算方法，并給出模型在不同采樣路徑下的數(shù)據(jù)處理過程；根據(jù)誤差來源，分析了誤差成因及其影響，通過MATLAB模擬