專利名稱：二維圖形圓度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種二維圖形的圓度測量裝置，尤為是一種二維圖形或 薄形零件的圓度的精確測量裝置。
技術(shù)背景
隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，對電路板，集成電路掩膜等的測量 需求不斷增加，使影像測量儀的應(yīng)用越來越廣泛。在進(jìn)行影像測量儀(影 像測頭的坐標(biāo)測量機(jī))校準(zhǔn)時，需要使用圓形標(biāo)準(zhǔn)圖形。因此,標(biāo)準(zhǔn)圓的高 精度形狀評價在影像測量儀的校準(zhǔn)體系中起著關(guān)鍵的作用。圓度誤差測量 方法是非常重要的形狀誤差評價技術(shù)之一，圓度誤差的測量方法主要分為 兩種接觸式測量和非接觸式測量。目前商業(yè)圓度儀均釆用接觸式測量技 術(shù)，通過測量有一定高度的圓環(huán)、圓錐或圓球表面，評價三維回轉(zhuǎn)體側(cè)面 的圓度誤差，但這種方法無法測量平面上刻劃圖形的圓度。圓度誤差的非 接觸測量主要有兩種激光掃描法利用光學(xué)窗口與工件邊緣形成的狹縫， 對掃描光東的通過和遮斷而產(chǎn)生的光強(qiáng)調(diào)制作用來實現(xiàn)測量的，其亦是對 有一定高度的圓環(huán)、圓錐或圓球表面的圓度誤差評價，另一是基于計算機(jī) 視覺的圓度測量方法，實際上是影像測量儀，釆用CCD傳感器釆集零件的 圖像信息，然后通過數(shù)字圖像處理方法得到零件的外形尺寸，從而達(dá)到圓 度測量的目的，但該方法或裝置的分辨力降低，測量精度不高，無法適應(yīng) 現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展的要求。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的是公開一種測量精度高的二維圖形圓度裝置。 實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)解決方案如下包括底座，底座上設(shè)有可調(diào)位置 和傾斜功能的旋轉(zhuǎn)臺和調(diào)節(jié)支撐，特別是旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有載物臺，調(diào)節(jié)支撐 上設(shè)有可調(diào)節(jié)位置并位于載物臺下方的下照明光源，顯微成像裝置和圖象 傳感器設(shè)于載物臺上方，圖象傳感器接數(shù)據(jù)處理裝置。
所述的顯微成像裝置為低倍物鏡。
所述的顯微成像裝置為高倍物鏡。
所述的載物臺上方設(shè)有上照明光源。
所述的上照明光源與顯微成像裝置同軸設(shè)置。
所述的下照明光源與上照明光源可同軸設(shè)置。
本實用新型使用時，將待測的二維圖形或工件置于載物臺上，根據(jù)被測 材料不同選擇下照明光源或上照明光源，顯微成像裝置得到工件邊緣圖像， 旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)得到各局部區(qū)域的圖像，即獲得二維圖形或工件的半徑變化的 數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過標(biāo)準(zhǔn)的計算方法得到圖形的圓度評價。本實用新型結(jié)構(gòu)簡 單，將已有技術(shù)的各裝置進(jìn)行集成和組合為本裝置，旋轉(zhuǎn)臺的可調(diào)節(jié)和顯 微成像裝置的可調(diào)節(jié)，使操作人員的操作相當(dāng)方便，測量工作快捷，效率 高且測量的精度高。


圖1為本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
請參見圖1,本實用新型的具體實施例如下包括底座1，底座1起平穩(wěn)作用并支撐整個裝置，底座1上設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺2,旋轉(zhuǎn)臺2可作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或
擺動，底座1上還有調(diào)節(jié)支撐3，關(guān)鍵是旋轉(zhuǎn)臺2設(shè)有載物臺4，載物臺4 可隨旋轉(zhuǎn)臺2的運(yùn)動而相應(yīng)運(yùn)動，調(diào)節(jié)支撐3設(shè)有可調(diào)節(jié)位置并位于載物 臺4下方的下照明光源5，顯微成像裝置7和圖象傳感器8設(shè)于載物臺4的 上方，上述的顯微成像裝置7和圖象傳感器8設(shè)于可橫向調(diào)節(jié)位置的橫向 支撐11上，橫向支撐11可相對調(diào)節(jié)支撐3上下位移調(diào)整，該橫向支撐為 精密的機(jī)械構(gòu)成并為已有技術(shù)，圖象傳感器8接數(shù)據(jù)處理裝置9，實際測量 中顯微成像裝置7可以是高、低倍物鏡以適應(yīng)各種不同階段或精度測量的 需要。
實際測量時，將被測工件10置于在載物臺4上，根據(jù)被測工件10的材 質(zhì)不同，釆用下照明光源5或上照明光源6對工件10進(jìn)行照明，顯微成像 裝置7瞄準(zhǔn)被測工件10的圖形邊緣，調(diào)節(jié)顯微成像裝置7的高度，旋轉(zhuǎn)臺 2的傾斜和載物臺4的回轉(zhuǎn)中心位置，使被測工件10與旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)軸 垂直，并與旋轉(zhuǎn)臺2回轉(zhuǎn)中心同心。
在被測工件10的二維圖形中心與旋轉(zhuǎn)臺2回轉(zhuǎn)中心同心后，則使旋轉(zhuǎn) 臺2勻速旋轉(zhuǎn)，同時采集圖像傳感器8階躍圖像的位置變化和旋轉(zhuǎn)臺2的 角位置數(shù)據(jù)，按照標(biāo)準(zhǔn)方法計算上述數(shù)據(jù)以獲得被測工件10的圓度偏差； 由于被測工件10的材質(zhì)不同，可在載物臺4上方設(shè)有上照明光源6，上照 明光源6的位置可調(diào)，當(dāng)有上、下照明光源時或當(dāng)被測工件10為透明材質(zhì) 時可更有利于測量；上照明光源6與顯微成像裝置7同軸設(shè)置，或下照明 光源5與上照明光源6同軸設(shè)置，可提高顯像的清晰度和提高測量精度。
本實用新型利用顯微成像裝置和圖像傳感器測量平面二維圖形，避免接觸式探頭要求被測表面具有足夠?qū)捊佑|面的問題，利用上/下兩個照明裝置 以滿足不同材質(zhì)和圖形刻劃方式被測樣品的照明需要，并通過具有精密軸 系的旋轉(zhuǎn)臺將被測二維圖形勻速轉(zhuǎn)動，使用顯微成像裝置和圖像傳感器對 被測二維圖形進(jìn)行局部釆樣，并進(jìn)行數(shù)字圖像處理，獲得到二維圖形半徑 變化數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過標(biāo)準(zhǔn)的計算方法得到圖形的圓度評價。
權(quán)利要求1.一種二維圖形圓度測量裝置，包括底座(1)、底座(1)上有可調(diào)節(jié)位置和傾斜功能的設(shè)旋轉(zhuǎn)臺(2)和調(diào)節(jié)支撐(3)，其特征在于旋轉(zhuǎn)臺(2)上設(shè)有載物臺(4)，調(diào)節(jié)支撐(3)上設(shè)有可調(diào)節(jié)位置并位于載物臺(4)下方的下照明光源(5)，顯微成像裝置(7)和圖象傳感器(8)設(shè)于載物臺(4)上方，圖象傳感器(8)接數(shù)據(jù)處理裝置(9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維圖形圓度測量裝置，其特征在于所述的顯微成 像裝置(7)為低倍物鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維圖形圓度測量裝置，其特征在于所述的顯微成 像裝置(7)為高倍物鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的二維圖形圓度測量裝置，其特征在于所 述的載物臺(4)上方設(shè)有上照明光源(6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維圖形圓度測量裝置，其特征在于所述的上照明光源(6)與顯微成像裝置(7)同軸設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維圖形圓度測量裝置，其特征在于所述的下照明光源(5)與上照明光源(6)可同軸設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開了一種測量精度高的二維圖形圓度裝置。包括底座(1)，底座(1)上設(shè)有可調(diào)節(jié)位置和傾斜功能的旋轉(zhuǎn)臺(2)和調(diào)節(jié)支撐(3)，特別是旋轉(zhuǎn)臺(2)上設(shè)有載物臺(4)，調(diào)節(jié)支撐(3)上設(shè)有可調(diào)節(jié)位置并位于載物臺(4)下方的下照明光源(5)，顯微成像裝置(7)和圖象傳感器(8)設(shè)于載物臺(4)上方，圖象傳感器(8)接數(shù)據(jù)處理裝置(9)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，旋轉(zhuǎn)臺的可調(diào)節(jié)和顯微成像裝置的可調(diào)節(jié)，使操作人員的操作相當(dāng)方便，測量工作快捷，效率高且測量的精度高。
文檔編號G01B11/24GK201387316SQ20092014779
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者任國營, 位恒政, 王為農(nóng), 王自軍, 蘇永昌, 裴麗梅, 鄭慶國 申請人:中國計量科學(xué)研究院