[發明專利]可提高光學定中心精度的定軸工裝及光學定中心判讀方法

有效

• 申請號: 201310488775.3
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103521790A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 張學敏;侯曉華;宋興;魏儒義;段嘉友;李華
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: B23B25/06
• 分類號: B23B25/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

技術領域

本發明屬于光學裝配領域，涉及一種可提高光學定中心精度的定軸工裝及光學定中心判讀方法。?

背景技術

隨著航天、航空事業的不斷發展，光學鏡頭的像質要求越來越高，對光學系統的同心度要求日益嚴格，同心度要求由以往較高精度的0.01mm逐漸提高到0.005mm，如此高的同心度要求對于光學裝配實現是比較困難的。光學定心加工是目前比較常用的保證同心度的方法，光學定心加工后透鏡組的同軸精度是由車床主軸的旋轉精度以及透鏡光學定中心精度決定。目前車床主軸的旋轉精度可以提高到0.2μm，其主軸旋轉精度引入的誤差可忽略不計，因此要想提高透鏡組的同軸精度，必須提高透鏡的光學定中心精度，這對于高同軸度光學系統的實現是十分必要的。?

傳統的光學定心加工基于自準直原理，將透鏡組件安裝在車床上，車床主軸帶動透鏡組件進行高速精密旋轉。若透鏡光軸與車床旋轉軸不重合，車床旋轉時透鏡前后兩球面球心自準像在定心儀中劃圓晃動，傳統光學定中心方法是通過調節透鏡組件位置使得透鏡前后兩球面各自的球心自準像晃動量小于要求值（例如0.005mm），即認為此時透鏡光軸與車床旋轉軸重合。調整完成后采用車削工具加工透鏡組件外圓及端面，使得透鏡組件外圓中心軸與車床旋轉軸重合，并且透鏡組件端面與車床旋轉軸垂直，即透鏡組件外圓中心軸與透鏡光軸同軸，且透鏡組件端面與透鏡光軸垂直。傳統的光學定心加工只保證透鏡前后兩球面各自的球心自準像晃動量小于要求值，例如0.005mm；當前后兩球面球心位于車床兩側時，如圖1所示，O₁P₁為透鏡左球面的光軸，O₂P₂為透鏡右球面的光軸，AB為車床旋轉軸，O₁、O₂分別為透鏡前后表面的球心，此時前后兩球面球心自準像晃動所劃圓的中心分別在定心儀視場的不同象限，如圖2所示，經過定心加工后的鏡組光軸為O₁O₂，其與車床主軸成夾角α。如果夾角α較大，使得?加工完成后的透鏡組件同心度較差，影響整個鏡頭的成像質量。?

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種同心度稿的可提高光學定中心精度的定軸工裝及光學定中心判讀方法。?

本發明的技術解決方案是：本發明提供了一種可提高光學定中心精度的定軸工裝，其特殊之處在于：所述定軸工裝包括鏡筒以及依次裝配在鏡筒內部的第一十字分劃板目標組件和第二十字分劃板目標組件；所述第一十字分劃板目標組件、第二十字分劃板目標組件與鏡筒是同軸的。?

上述第一十字分劃板目標組件以及第二十字分劃板目標組件均包括十字分劃板目標以及十字分劃板目標鏡框；所述十字分劃板目標設置在十字分劃板目標鏡框內部；所述十字分劃板目標鏡框設置在鏡筒內部；所述十字分劃板目標所在光軸與十字分劃板目標鏡框外圓所在軸線是同軸的。?

上述十字分劃板目標所在光軸與十字分劃板目標鏡框外圓所在軸線的同軸度不低于0.003mm。?

上述十字分劃板目標鏡框的外圓尺寸與鏡筒內圓配合間隙是0.01mm～0.012mm。?

上述第一十字分劃板目標組件以及第二十字分劃板目標組件均包括設置在十字分劃板目標鏡框內部并止靠在十字分劃板目標上的十字分劃板目標壓圈。?

上述可提高光學定中心精度的系統還包括設置在鏡筒內部的止靠在第一十字分劃板目標組件上的第一鏡筒壓圈以及止靠在第二十字分劃板目標組件上的第二鏡筒壓圈。?

一種基于如上所述的可提高光學定中心精度的定軸工裝的光學定中心判讀方法，其特殊之處在于：所述方法包括以下步驟：?

1）將如上所述的定軸工裝安裝在車床主軸上；?

2）通過調整如上所述定軸工裝的平移及俯仰，使得第二十字分劃板目標組件在定心儀中穿心且自準像在車床旋轉時位置不變；?

3）前后移動定心儀相對于車床的位置，觀察自準像在定心儀中的變化情況；若自準像位置不變，此時定心儀光軸與車床旋轉軸重合；若自準像位置改變，?根據自準像位置變化的方向，將定心儀向相反的方向調整，反復調整定心儀位置直到定心儀前后移動時自準像位置不變，保證定心儀光軸與車床主軸重合；?

4）定心儀位置調整之后，通過定心儀前后調焦觀察第一十字分劃板目標組件以及第二十字分劃板目標組件，測量第一十字分劃板目標組件以及第二十字分劃板目標組件的兩個十字分劃板目標在定心儀中的相對位置，則可檢測出定心儀的調焦誤差。?

本發明的優點是：?