[發明專利]一種金屬多面掃描棱鏡的加工方法

有效

• 申請號: 201711298055.5
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108051880B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 黃啟泰
• 申請（專利權）人: 蘇州大學;蘇州斑馬光學技術有限公司
• 主分類號: G02B5/04
• 分類號: G02B5/04;C03B33/02
• 代理公司: 32260 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張歡勇

本發明公開了一種金屬多面掃描棱鏡的加工方法，屬于光學加工技術領域，具體涉及一種多面掃描棱鏡的加工方法，目的在于解決現有技術加工多面掃描棱鏡時各面之間的角度精度不高的問題，述技術的方案的原理為，通過自準直光路與標準塊精確控制轉軸的轉角，由于待加工金屬多面掃描棱鏡鏡胚與標準塊安裝在同一根轉軸上，因此可以精確的復制標準塊各個側面的角度精度。本技術方案的使用可以不依賴于高精度數控轉軸，在兩軸機床上即可完成金屬多面掃描棱鏡加工，大幅提高加工效率、加工精度及加工一致性。

技術領域

本發明屬于光學加工技術領域，具體涉及一種多面掃描棱鏡的加工方法。

背景技術

多面掃描棱鏡具有多個反射面，是掃描儀、復印機、掃碼器等激光設備中的核心光學器件。使用時通常安裝在電動機的旋轉軸上，通過多面掃描棱鏡的高速旋轉，可實現大范圍、超高速、高精度與高重復性的激光光束掃描，其角度精度、表面質量等因素將直接影響掃描精度和效果，因此對其各個反射面的角度加工精度要求非常高。

目前國內多面掃描棱鏡的加工主要依靠帶有轉軸的數控車床實現，一次可加工數量有限，各面之間的角度精度依靠數控轉軸的精度進行保障，所帶來的問題是加工效率低下、成本難以控制、角度精度較差，掃描效果不好；此外批量加工時產品一致性差，嚴重影響到組裝設備的穩定性。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術的多面掃描棱鏡的各面之間的角度精度難以控制的問題。

一種金屬多面掃描棱鏡的加工方法，具體技術方案如下：

1)加工標準塊步驟：加工一塊精度優于金屬多面掃描棱鏡的設計參數的多面棱鏡作為標準塊；

2)將標準塊安裝固定在電控轉臺的轉軸上，其中標準塊的橫截面法線方向與電控轉臺的轉軸平行；

3)將待加工的金屬多面掃描棱鏡鏡胚也裝夾在所述電控轉臺的轉軸上，其中金屬多面掃描棱鏡鏡胚橫截面法線方向與電控轉臺的轉軸平行；

4)在機床上搭建自準直光路，并將電控轉臺安裝在機床工作臺上，轉動所述電控轉臺，將所述標準塊的任意一個側面對準自準直光路，用鎖止機構固定所述電控轉臺的轉軸；在所述金屬多面掃描棱鏡鏡胚上車削出一個掃描面；

5)轉動所述電控轉臺，依次將所述標準塊的其他側面對準自準直光路，在金屬多面掃描棱鏡鏡胚上車削出其余的掃描面。

該加工方法的機床可使用兩軸或者以上單點金剛石車床的飛刀車削技術完成。為了減小切削量，可先將金屬多面掃描棱鏡鏡胚制作成角度誤差小于2度的金屬多面體，然后用金剛石飛刀車削技術按照上述技術方案直接車削成光學面。

上述技術方案還可在一個較長的金屬多面掃描棱鏡鏡胚上車削，帶所有側面都加工好后，通過切割工藝直接獲得多個金屬多面掃描棱鏡。

上述技術方案中：所述標準塊為精度優于金屬多面掃描棱鏡的設計參數的玻璃多面棱鏡。

上述技術方案中：所述的玻璃多面棱鏡可采用常規冷加工方法加工，加工標準塊時嚴格控制各表面之間角度誤差、塔差。

上述技術方案中：標準塊上設置通孔，該標準塊上的通孔與電控轉臺的轉軸同軸的方式裝配固定。

上述技術方案中：所述的待加工的金屬多面掃描轉鏡鏡胚上也設置通孔，并穿入電控轉臺的轉軸。

上述技術方案中：所述的自準直光路為自準直平行光管。