[發明專利]一種使用拼接環粘接的反射鏡光學加工方法及加工裝置

有效

• 申請號: 201711220585.8
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108127484B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 王慧軍;張繼友;李昂;周于鳴;馬仙梅;郭文
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B13/005;B24B13/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

本發明公開了一種使用拼接環粘接的反射鏡光學加工方法及加工裝置，解決了反射鏡留邊余量小帶來的光學加工周期長的難題。裝置包括拼接環、傳感器探頭、控制模塊等。通過傳感器探頭測量各拼塊高度，與反射鏡高度做對比，經控制模塊處理后得到相應高度差后，控制模塊控制精確調整拼盤高度，使之與反射鏡在同一包絡面上高度差小于0.05mm，再施加膠粘劑，同時通過工裝固定位置。粘接成功后的反射鏡及拼接環一體用于光學加工，達到一定面形精度后，采用化學法消除膠粘劑的粘接力，從而去除拼接環。采用該方法具有既能增加光學加工所需反射鏡邊緣余量，成本低，又不會有后期加工風險，同時能提高加工效率的優點。

技術領域

本發明屬于光學制造領域，涉及一種反射鏡光學加工方法及裝置。

背景技術

隨著空間光學遙感技術的飛速發展，人們對光學系統提出了許多要求，例如高分辨率、大視場等，這些要求促使光學設計者越來越多地考慮采用非球面反射鏡作為光學系統主鏡。反射鏡鏡面面形精度受自重和溫度的影響較大，其支撐結構也非常復雜。為解決上述問題，除反射鏡輕量化技術之外，還需要盡可能縮減反射鏡口徑，即在反射鏡有效通光口徑之外預留超小留邊余量也是切實有效的方法。但是，反射鏡留邊余量小也給反射鏡的光學加工帶來了新問題，這是由于反射鏡在光學加工過程中，不可避免的會出現邊緣效應，即塌邊現象，為達到面形精度要求，需要在光學加工過程中反復研磨、拋光，反射鏡留邊余量越小，反射鏡光學研磨、拋光加工周期越長，加工成本越高，嚴重影響產品的交付進度。

針對上述反射鏡留邊余量小的問題，法國Sagem公司采用的方法是直接加大反射鏡鏡坯直徑，單邊留邊量大于50mm，進行光學研拋加工，之后在光學加工后期切邊。但是Sagem公司的做法也有缺點，首先，加大反射鏡鏡坯，極大的增加了鏡坯成本；其次，光學加工后期切邊，存在極高的加工風險。我所在反射鏡加工中已參考采用上述方法，但在切邊過程中已發生反射鏡局部破損，嚴重影響產品質量，故而放棄該方法。

針對上述反射鏡留邊余量小的問題，國內其他光學加工單位采用的方法是人工修邊，但人工修邊本身也有缺點，首先，它嚴重依賴加工人員的經驗，具有不確定性；其次，人工修邊加工效率低，周期長，易出現修邊失誤，在加工過程中出現反復，仍影響產品的交付進度。在反射鏡加工中也采用過人工修邊法，但是生產效率確實低下。

因此，亟需一種既能增加光學加工所需反射鏡邊緣余量，又不會有后期加工風險，同時能提高加工效率的光學加工方法解決上述問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種使用拼接環粘接的反射鏡光學加工方法及加工裝置，無需對現有的研磨、拋光設備主體做任何更改，無需改變反射鏡結構，具有既能增加光學加工所需反射鏡的留邊量，無后續切邊風險，又能提高光學加工效率的優點。

本發明所采用的技術方案是：一種實現拼接環粘接的反射鏡光學加工裝置，包括研拋機床臺面、拼接環、反射鏡支撐座、輔助支架、高度可調拼塊底支撐桿、固定底支撐塊、徑向可調拼塊側支撐桿、固定側支撐塊、傳感器探頭、控制模塊；

反射鏡支撐座固定連接在研拋機床臺面上，輔助支架固定連接在研拋機床臺面上、環繞反射鏡支撐座一周；輔助支架上固定連接高度可調拼塊底支撐桿、徑向可調拼塊側支撐桿，每個高度可調拼塊底支撐桿頂部固定連接有固定底支撐塊，每個徑向可調拼塊側支撐桿頂部側面固定連接有固定側支撐塊；

反射鏡固定在反射鏡支撐座上，拼塊拼接環底部通過固定底支撐塊支撐，拼接環側壁與固定側支撐塊接觸；傳感器探頭放置在拼接環與反射鏡面上，傳感器探頭與控制模塊相連，控制模塊分別與高度可調拼塊底支撐桿和徑向可調拼塊側支撐桿相連；

傳感器探頭測量拼接環中每塊拼塊、反射鏡的高度，傳輸到控制模塊；控制模塊根據拼接環中每塊拼塊、反射鏡的高度得到每塊拼塊與反射鏡的高度差，控制模塊根據每塊拼塊與反射鏡的高度差調整高度可調拼塊底支撐桿的高度，控制模塊調整徑向可調拼塊側支撐桿，確定固定側支撐塊的徑向位置。