1.本发明属于光学超精密检测技术领域，涉及复杂光学零件面形检测过程中对光学零件装夹的工艺装置，具体为一种在测试复杂光学零件面形时可以快捷调整俯仰、方位的固定及调节装置。
背景技术：
2.随着时代的发展，为了满足光学系统的不断升级，光学零件加工制造的要求越来越高，零件的口径也越来越大，光学零件也从传统的平面镜、透镜发展为双曲面镜、非球面镜。非球面镜越来越多的用于光学系统中，并且随着分辨率的要求越来越高，非球面的口径也越来越大，制造的工艺手段也越来越复杂。现阶段的非球面加工可采用ccos小磨头抛光、ibf离子束抛光、mrf磁流变抛光等计算机数控加工手段，此类数控加工完成的非球面镜采用高精度面形干涉仪检测，所以需要设计一种装夹装置满足检测时对零件的装夹。
3.针对mrf磁流变抛光后，非球面镜采用卧式数字干涉仪的面形检测，被测零件的装夹需要方便调节零件的方位和俯仰，现阶段采用平台和夹具分离的调整方式，将零件装夹固定在夹具上，再将夹具放置在可调节平台上。以某非球面光学零件为例(φ300mm
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40mm)，该种方式采用调节支撑平台控制俯仰，调节平台的过程并非对非球面镜直接调节，而是对装夹工装进行调节，调节复杂、精度太低；而针对方位的控制则是通过转动三爪支撑工装进行调节，该种方式调节更不可控，没有调节精度，测试周期长，严重影响面性检测精度；同时，测试过程中转动零件存在安全风险，因此需要设计一种装置，实现快速、精确、安全的非球面镜面形检测。
技术实现要素：
4.(一)发明目的
5.本发明的目的是：根据数字干涉仪检测非球面为卧式的特点，提供一种方便调节零件方位、俯仰角度的检测大口径非球面镜的固定及调节装置，该装置结构简单、实用性强、操作便捷、安全性高，可以装夹大口径非球面镜光学零件，同时，可实现对测试中非球面镜俯仰和方位同时进行调节，解决数字干涉仪测试非球面镜的装夹支撑难题。
6.(二)技术方案
7.为了解决上述技术问题，本发明提供检测大口径非球面镜的固定及调节装置，其包括：被测镜面装夹部分、被测镜面姿态调节部分和旋转支撑杆5；被测镜面姿态调节部分和被测镜面装夹部分之间垂直布置并通过旋转支撑杆5连接，被测镜面装夹部分对被测非球面镜进行装夹固定，被测镜面姿态调节部分对被测非球面镜的检测姿态进行调整。
8.其中，所述被测镜面装夹部分包括背板3、三爪支撑杆2、固定挡块1，背板3竖直布置，多组三爪支撑杆2间隔设置，垂直布置在背板3上且位置可调，用于固定被测非球面镜的侧面轮廓；每个三爪支撑杆2的端部设置固定挡块1，背板3和固定挡块1用于装夹固定被测镜面的两表面。
9.其中，所述背板3上中心开通孔，通孔周围沿径向开设有多组滑动轨道4，每组滑动轨道4内布置一组三爪支撑杆2，三爪支撑杆2背部设固定螺母，用于对三爪支撑杆2进行固定定位。
10.其中，所述滑动轨道4设置有五组，五组滑动轨道4的布局为：一组滑动轨道4由背板3中心通孔竖直向上延伸，两组滑动轨道4间隔由中心通孔向左下延伸，两组滑动轨道4间隔由中心通孔向右下延伸，能够实现对被测非球面镜的有效支撑和固定定位。
11.其中，所述固定挡块1为配合三抓支撑杆2尺寸的带圆孔和带螺纹孔的方形小块，固定挡块1中间圆孔尺寸与三爪支撑杆2口径一致，螺纹孔为贯穿式固定螺纹孔，开设在固定挡块1顶部，沿三爪支撑杆2径向开设，螺纹孔内装入紧定螺母，对固定挡块1进行固定定位。
12.其中，所述被测镜面姿态调节部分包括底部平台7、方位调节凸台6、俯仰调节承座8，所述底部平台7水平布置，其上垂直布置背板3，底部平台7和背板3通过旋转支撑杆5连接；底部平台7上设置有两个方位调节凸台6，方位调节凸台6位于背板3背侧，背板3背侧设置有后支撑块，后支撑块嵌入两个方位调节凸台6之间，两个方位调节凸台6之间的空隙宽度大于后支撑块的厚度，两个方位调节凸台6上开设贯穿式螺纹孔，贯穿式螺纹孔内布置装夹弹簧的螺母，调节弹簧螺母，推动后支撑块连同背板3进行方位调节。
13.其中，所述背板3通过底部平台7的圆孔进行相对固定，底部平台7的圆孔为贯穿式螺纹孔，背板3底部为与底部平台7圆孔孔口径相同的螺纹孔，采用符合孔径的旋转支撑杆5将背板3与底部平台7定位安装，采用螺纹配合满足背板3在底部平台7上进行一定角度的转动。
14.其中，所述底部平台7为整体平板结构，在平面图示上，一半呈现三角形，另一半为长方形，三角形的底边与长方形的上边重合，底部平台7底部前后三个角，即三角形的顶角位置和长方形下边的两个底角位置，各设置一个俯仰调节承座8支撑，俯仰调节承座8的高度可调。
15.其中，所述俯仰调节承座8包括俯仰调节承座调节螺杆9、旋转升降旋钮10、俯仰调节承座卡盘11、俯仰调节底座12；俯仰调节承座调节螺杆9与旋转升降旋钮10为一体，俯仰调节承座调节螺杆9为球头螺杆并嵌入俯仰调节底座12，俯仰调节承座卡盘11通过三个螺母与俯仰调节底座12固定，俯仰调节承座卡盘11与俯仰调节承座调节螺杆9螺纹部分配合，通过转动旋转升降旋钮10，调节螺杆高低，完成对底部平台7俯仰的调节，通过调节使非球面镜满足测试时俯仰的改变。
16.其中，所述三爪支撑杆2为圆柱状，外部用弹性皮革或缓冲海绵进行包裹；所述背板3与被测镜面接触部分用弹性皮革或缓冲海绵粘贴；所述固定挡块1为弹性体材料。
17.(三)有益效果
18.上述技术方案所提供的检测大口径非球面镜的固定及调节装置，通过设计满足对不同口径非球面镜的装夹，其次可以同时对被测件进行俯仰和方位的调节，满足使用要求，对比“可调俯仰支撑平台与三爪支撑工装”的组合装夹方式，可以提高对非球面镜的数字干涉仪卧式面形检测安全性，同时保证精度的条件下提高检测效率。
附图说明
19.图1为本发明实施例检测大口径非球面镜的固定及调节装置的装配图。
20.图2为图1中俯仰调节承座的剖视图。
21.图中，1.三爪支撑杆固定挡块，2.三爪支撑杆，3.背板，4.滑动轨道，5.旋转支撑杆，6.方位定位凸台，7.底部平台，8.俯仰调节承座；9.俯仰调节承座调节螺杆，10.旋转升降旋钮，11.俯仰调节承座卡盘，12.俯仰调节底座。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
23.参照图1和图2所示，本实施例检测大口径非球面镜的固定及调节装置包括被测镜面装夹部分、被测镜面姿态调节部分和旋转支撑杆5；被测镜面姿态调节部分和被测镜面装夹部分之间垂直布置并通过旋转支撑杆5连接，被测镜面装夹部分对被测非球面镜进行装夹固定，被测镜面姿态调节部分对被测非球面镜的检测姿态进行调整。
24.所述被测镜面装夹部分包括背板3、三爪支撑杆2、固定挡块1，背板3竖直布置，多组三爪支撑杆2间隔设置，垂直布置在背板3上且位置可调，用于固定被测非球面镜的侧面轮廓；每个三爪支撑杆2的端部设置固定挡块1，背板3和固定挡块1用于装夹固定被测镜面的两表面。
25.背板3上中心开通孔，通孔周围沿径向开设有多组滑动轨道4，每组滑动轨道4内布置一组三爪支撑杆2，三爪支撑杆2背部设固定螺母，用于对三爪支撑杆2进行固定定位。滑动轨道4的布置，能够实现三爪支撑杆2可根据被测非球面镜口径进行装夹调节。根据非球面镜的口径调节三抓支撑杆2的位置，当装夹被测非球面镜完成后，通过旋转固定螺母将三抓支撑杆2固定在背板3上，从而固定被测非球面镜。
26.本实施例中设置五组滑动轨道4，因为被测非球面镜在检测时为竖直布置，因此，背板3竖直布置，五组滑动轨道4的布局为：一组滑动轨道4由中心通孔竖直向上延伸，两组滑动轨道4间隔由中心通孔向左下延伸，两组滑动轨道4间隔由中心通孔向右下延伸，能够实现对被测非球面镜的有效支撑和固定定位。
27.固定挡块1为配合三抓支撑杆2尺寸的带圆孔和带螺纹孔的方形小块，固定挡块1中间圆孔尺寸与三爪支撑杆2口径一致，螺纹孔为贯穿式固定螺纹孔，开设在固定挡块1顶部，螺纹孔沿三爪支撑杆2径向开设，螺纹孔内装入紧定螺母，能够对固定挡块1进行固定定位。当固定装夹完成被测非球面镜后，用紧定螺母将挡块1固定在三抓支撑杆2上，从而保护装夹完成的非球面镜，避免挡块1滑动导致被测非球面镜装夹不稳而脱落。
28.所述被测镜面姿态调节部分包括底部平台7、方位调节凸台6、俯仰调节承座8，所述底部平台7水平布置，其上垂直布置背板3，底部平台7和背板3通过旋转支撑杆5连接；底部平台7上设置有两个方位调节凸台6，方位调节凸台6位于背板3背侧，背板3背侧设置有后支撑块，后支撑块嵌入两个方位调节凸台6之间，两个方位调节凸台6之间的空隙宽度大于后支撑块的厚度，两个方位调节凸台6上开设贯穿式螺纹孔，贯穿式螺纹孔内布置装夹弹簧的螺母，调节弹簧螺母，推动后支撑块连同背板3进行方位调节。
29.所述背板3通过底部平台7的圆孔进行相对固定，是由旋转支撑杆5与底部平台7连
接，底部平台7孔为贯穿式螺纹孔，背板3底部为与底部平台7圆孔孔口径相同的螺纹孔，采用符合孔径的装配螺纹杆将背板3与底部平台7定位安装，采用螺纹配合可以满足背板3在底部平台7上进行一定角度的转动。
30.所述底部平台7为整体平板结构，在平面图示上，一半呈现三角形，另一半为长方形，三角形的底边与长方形的上边重合，底部平台7底部前后三个角，即三角形的顶角位置和长方形下边的两个底角位置，各设置一个俯仰调节承座8支撑，俯仰调节承座8的高度可调。
31.所述俯仰调节承座8包括俯仰调节承座调节螺杆9、旋转升降旋钮10、俯仰调节承座卡盘11、俯仰调节底座12；俯仰调节承座调节螺杆9与旋转升降旋钮10为一体，俯仰调节承座调节螺杆9为球头螺杆并嵌入俯仰调节底座12，俯仰调节承座卡盘11通过三个螺母与俯仰调节底座12固定，俯仰调节承座卡盘11与俯仰调节承座调节螺杆9螺纹部分配合，通过转动旋转升降旋钮10，可以调节螺杆高低，从而完成对底部平台7俯仰的调节，通过调节使非球面镜可以满足测试时俯仰的改变。
32.所述三爪支撑杆2为圆柱状，外部用弹性皮革或缓冲海绵进行包裹。
33.所述背板3与被测镜面接触部分用弹性皮革或缓冲海绵粘贴。
34.所述固定挡块1为弹性体材料，优选聚四氟乙烯或尼龙。
35.待测镜片为直径φ200mm口径二次非球面镜，材料为石英，采用卧式zego数字干涉仪进行面形检测。
36.使用本实施例固定及调节装置进行大口径非球面镜检测时，首先，将被测镜面装夹部分的背板3与被测镜面姿态调节部分的底部平台7通过旋转支撑杆5装配完成，并整体放置在干涉仪测试系统导轨平台上；然后，根据被测非球面镜的口径尺寸，将三爪支撑杆2沿滑动轨道4进行位置调节，并通过固定螺母将三爪支撑杆2进行固定；其次，将被测非球面镜放置在三爪支撑杆2之间，再次微调三爪支撑杆2，将被测非球面镜完全固定在背板3和多组三爪支撑杆2之间；接着，将固定挡块1分别套在三爪支撑杆2上，将固定挡块1紧贴被测非球面镜表面边缘，使被测非球面镜底面紧靠背板3，通过紧定螺母将固定挡块1固定在三爪支撑杆2上，实现背板3、三爪支撑杆2、固定挡块1的整体压紧，将被测非球面镜完成测量装夹。
37.检测过程中，将被测非球面镜通过系统导轨平台移动到光束干涉位置，再进行测试面形的微调，通过调节方位调节凸台6上的弹簧螺母对非曲面镜的方位进行调节，同时，通过分别调节各个俯仰调节承座8的高低，满足对非球面镜进行方位调节，最终仅用原先测试的1/2时间，测量出该非球面镜面形为rms≤1/40λ，完成非球面面形检测，该支撑工装结构调节便捷、快速、稳定，满足测试技术指标要求。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。