[發(fā)明專利]一種用于反射鏡光學(xué)加工原位檢測的裝置及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610945836.8
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106568393B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡海飛;羅霄;薛棟林;張學(xué)軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發(fā)明公開了一種用于反射鏡光學(xué)加工原位檢測的裝置以及使用方法，屬于精密支撐技術(shù)領(lǐng)域；該裝置的密封膜片和基板所包圍的密封腔體可以充氣，氣壓可調(diào)；密封腔體外部有膜片壓模和反射鏡工件共同控制膜片的包裹形狀，可保證膜片對反射鏡邊緣的作用力沿著接觸面法向；加工支撐系統(tǒng)由多個支撐單元構(gòu)成。光學(xué)加工時，升起加工支撐系統(tǒng)抵消加工載荷，從而抑制加工載荷導(dǎo)致的鏡面變形；每一輪修形完成后，降下加工支撐，調(diào)節(jié)密封腔體內(nèi)的壓強使得各力傳感器的示數(shù)小于鏡體總重力的某一較小的比例(如1％)，此時支撐墊和預(yù)埋磁鐵相互吸引，約束鏡體的剛體位移；打開檢測光路后，可獲得反射鏡無重力或微重力狀態(tài)下的面形精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鏡面的光學(xué)加工及檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于反射鏡光學(xué)加工原位檢測的裝置以及使用方法。

背景技術(shù)

采用口徑更大、精度更高的反射鏡，已經(jīng)成為光學(xué)遙感領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。諸多望遠鏡所用到的反射鏡都達到了2m以上的超大口徑，又都提出了苛刻的精度要求，為其光學(xué)制造帶來了巨大的難題，加工效率與精度之間的矛盾空前尖銳。

目前的光學(xué)加工較多采用離線檢測方式，需要頻繁拆卸、移動和調(diào)整工件進行光學(xué)檢測，存在整體制造效率低、單次加工精度差的問題，滿足不了高精度反射鏡的快速制造要求。拆卸移動工件的檢測方式是阻礙數(shù)字化光學(xué)制造整體效率提高的主要原因之一。

具體地說，在現(xiàn)有檢測過程中，人們?yōu)榱双@得反射鏡在不同姿態(tài)下的面形，一般預(yù)先獲得若干工況下的面形，通過插值或平均算法預(yù)測反射鏡的任意狀態(tài)下的面形(如帶一定俯仰角、重力卸載面形)。為實現(xiàn)這一目的，通常需要對反射鏡進行翻轉(zhuǎn)或懸掛。而當(dāng)反射鏡口徑達到2m以上時，這種離線檢測的方式既降低了制造效率，又增加了操作風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于反射鏡光學(xué)加工原位檢測的裝置以及使用方法，采用原位檢測支撐裝置，可使光學(xué)制造與檢測過程在同一設(shè)備上完成，工件經(jīng)過1次安裝便可進行交替開展加工和測量工作，既可減少生產(chǎn)輔助時間、提高生產(chǎn)效率，又能避免重復(fù)定位誤差，提高加工精度，還能降低精密元件反復(fù)拆卸和搬運的風(fēng)險。

一種用于反射鏡光學(xué)加工原位檢測的裝置，包括基板(1)、密封膜片(2)、加工支撐單元(10)以及檢測支撐單元(11)；

所述加工支撐單元(10)的數(shù)量為至少3個，安裝在基板(1)上；所述檢測支撐單元(11)的數(shù)量為至少3個，安裝在基板(1)上；所述密封膜片(2)的邊緣固定在所述基板(1)上，密封膜片(2)和基板(1)所包圍的腔體形成密封腔體；待加工和檢測的反射鏡(4)置于密封膜片(2)上。

較佳的，所述密封膜片(2)為一個。

進一步的，還包括環(huán)狀的膜片壓模(3)，安裝在所述密封膜片(2)的側(cè)邊緣外側(cè)；膜片壓模(3)的內(nèi)側(cè)邊緣加工有凸起；所述凸起的高度和長度滿足：在所述密封腔體充氣后，膜片壓模(3)的凸起接近所述反射鏡(4)的邊緣，原位檢測狀態(tài)時，所述凸起與密封膜片(2)的接觸面與所述反射鏡(4)的背面相切。

較佳的，所述密封膜片(2)為兩個以上；反射鏡(4)覆蓋于所有密封膜片(2)上；加工支撐單元(10)以及檢測支撐單元(11)安裝在密封膜片(2)之間的空隙。

進一步的，還包括環(huán)狀的膜片壓模(3)，安裝在所有密封膜片(2)的包絡(luò)的外側(cè)邊緣；膜片壓模(3)的內(nèi)側(cè)邊緣加工有凸起；所述凸起的高度和長度滿足：在所述密封腔體充氣后，膜片壓模(3)的凸起接近所述反射鏡(4)的邊緣，原位檢測狀態(tài)時，所述凸起與密封膜片(2)的接觸面與所述反射鏡(4)的背面相切。

進一步的，所述檢測支撐單元(11)包括力傳感器(5)、支撐墊(7)、連接桿(8)以及固定桿(9)；所述固定桿(9)安裝在基板(1)上；所述力傳感器(5)安裝在固定桿(9)上；所述連接桿(8)安裝在力傳感器(5)上；所述支撐墊(7)安裝在連桿(8)上。