CN108981521A - 一种用于光学检测的气浮支撑工装 - Google Patents

一种用于光学检测的气浮支撑工装 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于光学检测的气浮支撑工装，包括底座和安装于底座的定心机构，定心机构包括设置于底座上方的定心座、固定连接定心座的定心平台和安装于定心座及定心平台之间的定心平面螺纹滚轮，定心平面螺纹滚轮连接有多个用于径向定位光学元件的软爪，旋转定心平面螺纹滚轮能够带动多个软爪同步径向移动，多个软爪中心设置有用于支撑光学元件的气浮支撑组件。通过定心机构进行径向定位，提高测量准确度。提高了检测效率，保证检测结果更加准确，光学元件的面型变化更加微小，提升了检测结果的可信度。

Description

一种用于光学检测的气浮支撑工装
技术领域
本发明涉及光学检测领域，特别是涉及一种用于光学检测的气浮支撑工装。
背景技术
目前在光学检测领域中最为常用的就是利用干涉仪对光学元件的曲率半径以及面形进行测量。针对高精度的光学元件，为了保证其测量结果的高重复性及高复现性，对于检测过程中用于支撑光学元件的工装要求也逐步提高。现在光学检测领域中主流的支撑是采用三点支撑的方式，即在工装上圆周均布三个带有球头的机械零件，保证光学元件与工装是点点接触，避免接触面过大而影响镜子的绝对面型，同时采用三点均布支撑是为了给光学元件提供一个均布的支撑力，虽然该支撑方式对光学元件的面型引入影响，但后续经过实验处理，可以将这种影响从理论上去掉。然而，虽然该支撑方式为光学检测中常用的支撑方式，但其依然存在一些无法回避的问题。首先，机械支撑式工装不论接触面多小，都会与光学元件进行接触，不可避免的会给光学元件带来面型的影响，不利于面型的测量；其次，由于机械加工一定会存在着加工误差，导致三处机械支撑的位置沿圆周方向不是严格均布的。而支撑位置的不均布，必然会给光学元件的面型带来影响，进而影响测量结果；最后，采用机械支撑时，光学元件与机械接触面之间不可能保证相对完全水平的状态，其接触面上必然有相对滑动的趋势，进而有静摩擦力作用于光学元件表面上，同样对于测量结果有很大影响。基于机械支撑方式存在上述的弊端，以及对于新的支撑方式的筛选，本专利提出了基于气浮原理的气浮支撑工装的结构方案及其设计应用实例。
因此，如何提供一种避免影响光学元件面型的支撑工装是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于光学检测的气浮支撑工装，采用气浮支撑组件进行支撑，避免影响光学组件的面型，同时通过定心机构进行径向定位，提高测量准确度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于光学检测的气浮支撑工装，包括底座和安装于所述底座的定心机构，所述定心机构包括设置于所述底座上方的定心座、固定连接所述定心座的定心平台和安装于所述定心座及所述定心平台之间的定心平面螺纹滚轮，所述定心平面螺纹滚轮连接有多个用于径向定位光学元件的软爪，旋转所述定心平面螺纹滚轮能够带动多个所述软爪同步径向移动，多个所述软爪中心设置有用于支撑光学元件的气浮支撑组件。
优选地，多个所述软爪分别通过多个定心连杆连接所述定心平面螺纹滚轮。
优选地，所述定心平台上设置有多个沿径向方向延伸的滑槽，所述定心连杆设置于所述滑槽内并能够沿所述滑槽的延伸方向移动。
优选地，包括三个均匀分布的所述滑槽、三个所述软爪和三个所述定心连杆。
优选地，所述气浮支撑组件包括中空的气浮支撑套筒和安装于所述气浮支撑套筒上方的气浮垫，所述气浮支撑套筒贯穿所述定心机构的中心，且所述底座中心设置有与所述气浮支撑套筒内孔同心的通孔。
优选地，所述底座上安装有拉手。
优选地，所述底座底面设置有用于配合检测仪器的定位销。
优选地，所述底座和所述定心机构之间安装有高度调节机构。
优选地，所述高度调节机构包括螺纹手轮、上部螺纹套筒和动平台，所述螺纹手轮活动安装于所述底座上方，所述上部螺纹套筒螺纹连接于所述螺纹手轮上方，所述动平台固定连接于所述上部螺纹套筒上方，所述定心机构安装于所述动平台上方，转动所述螺纹手轮能够驱动所述动平台竖直移动。
优选地，还包括竖直设置的导向轴，所述导向轴的两端分别连接所述底座和所述动平台。
本发明提供一种用于光学检测的气浮支撑工装，包括底座和安装于底座的定心机构，定心机构包括设置于底座上方的定心座、固定连接定心座的定心平台和安装于定心座及定心平台之间的定心平面螺纹滚轮，定心平面螺纹滚轮连接有多个用于径向定位光学元件的软爪，旋转定心平面螺纹滚轮能够带动多个软爪同步径向移动，多个软爪中心设置有用于支撑光学元件的气浮支撑组件。通过定心机构进行径向定位，提高测量准确度。一套装置可以检测多个光学元件，大幅度减小研发成本，同时提高了检测效率。采用气浮支撑的方式，保证检测结果更加准确，光学元件的面型变化更加微小，提升了检测结果的可信度，同时也提升了检测效率。采用模块化设计，各个组件可以单独使用，或者移植到其他工装或者设备上投入使用，同样可以实现减少研发成本，提高了产品复用性，不仅可以用于气浮检测工况下，还可以用于其它检测工况下。
附图说明
图1为本发明所提供的气浮支撑工装的一种具体实施方式的主视示意图；
图2为本发明所提供的气浮支撑工装的一种具体实施方式的俯视示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于光学检测的气浮支撑工装，采用气浮支撑组件进行支撑，避免影响光学组件的面型，同时通过定心机构进行径向定位，提高测量准确度。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的气浮支撑工装的一种具体实施方式的主视示意图；图2为本发明所提供的气浮支撑工装的一种具体实施方式的俯视示意图。
本发明具体实施方式提供一种用于光学检测的气浮支撑工装，包括底座2和安装于底座2的定心机构，定心机构包括设置于底座2上方的定心座4、固定连接定心座4的定心平台11和安装于定心座4及定心平台11之间的定心平面螺纹滚轮10，定心平面螺纹滚轮10连接有多个用于径向定位光学元件的软爪，旋转定心平面螺纹滚轮10能够带动多个软爪同步径向移动，多个软爪中心设置有用于支撑光学元件的气浮支撑组件。具体的，多个软爪分别通过多个定心连杆12连接定心平面螺纹滚轮10。转动定心平面螺纹滚轮10会使多个软爪同步向心或离心运动，其原理与三爪卡盘相似，完成自定心。且软爪的端部硬度较低，或具有一定的弹性，起到缓冲作用，保护光学元件的外周，防止提供径向力的过程中损坏光学元件。
由于气浮支撑结构的特殊性，被支撑的零件会处于悬浮状态，需要径向的限位才能够保证空间位置的确定性；同时为了保证待检光学元件与气浮支撑组件的同轴度要求，在气浮支撑组件位置固定的前提下，采用自定心结构，通过机构的特殊性来自动保证同轴度要求。装配定心机构时，将定心座4与动平台8连接，再将定心平面螺纹滚轮10与定心座4进行间隙配合，将定心平台11与定心座4固定连接，最后将软爪16、17、18按照一定的顺序依次装入定心平面螺纹滚轮10中，再与定心连杆12进行固定，则自定心机构安装完成。
现有技术对检测工装中的装卡限位装置要求不高，几乎没有定心功能，光学元件与工装的同轴度需要手动打表调节，工作效率低而且准确度不高；本具体实施方式中采用的技术可以解决以上问题，采用自定心机构，在工装的装配初期只需要将定心机构与工装底座同轴度调到满足需求，在后续检测过程中，不再需要定心打表，只需要将待检光学元件放置在工装卡盘上，手动装卡完成，即可满足检测要求。
通过定心机构进行径向定位，提高测量准确度。一套装置可以检测多个光学元件，大幅度减小研发成本，同时提高了检测效率。采用气浮支撑的方式，保证检测结果更加准确，光学元件的面型变化更加微小，提升了检测结果的可信度，同时也提升了检测效率。采用模块化设计，各个组件可以单独使用，或者移植到其他工装或者设备上投入使用，同样可以实现减少研发成本，提高了产品复用性，不仅可以用于气浮检测工况下，还可以用于其它检测工况下。
为了对定心连杆12的运动进行限位，定心平台11上设置有多个沿径向方向延伸的滑槽，定心连杆12设置于滑槽内并能够沿滑槽的延伸方向移动。具体地，设置三个均匀分布的滑槽、三个软爪和三个定心连杆12。通过三个位置的径向限位即可保证定心准确，当然也根据情况增加软爪的数量，或在有其他辅助部分的帮助下，只设置两个软爪，均在本发明的保护范围之内。
在发明具体实施方式提供的气浮支撑工装中，气浮支撑组件包括中空的气浮支撑套筒15和安装于气浮支撑套筒15上方的气浮垫14，两者可以通过支撑螺栓21连接，也可通过卡接等方式连接。气浮支撑套筒15贯穿定心机构的中心，且底座2中心设置有与气浮支撑套筒15内孔同心的通孔。为光学元件提供一个通光口径内均匀的支撑力，确保光学元件面型的稳定，同时不会遮挡通光口径。
为了该气浮支撑工装便于搬运，在底座2上安装了两个拉手3，通过连接螺栓19连接，也可焊接。同时为了方便放置在立式干涉仪上进行检测，在底座2的下底面安装了三个定位销1，可以和干涉仪工件台的三个V形槽配合使用，实现定位的目的，可以根据情况调整各部件的数量及位置，均在本发明的保护范围之内。
在上述各具体实施方式提供的气浮支撑工装的基础上，底座2和定心机构之间安装有高度调节机构。具体地，高度调节机构包括螺纹手轮5、上部螺纹套筒9和动平台8，螺纹手轮5活动安装于底座2上方，上部螺纹套筒9螺纹连接于螺纹手轮5上方，动平台8固定连接于上部螺纹套筒9上方，定心机构安装于动平台8上方，转动螺纹手轮5能够驱动动平台8竖直移动。还包括竖直设置的导向轴6，导向轴6的两端分别连接底座2和动平台8。
可设置有两个定心座4，两个定心座4上下设置。上方的定心座4连接定心平台11，高度调节机构的安装过程为首先将下方的定心座4与底座2采用螺钉连接，然后将螺纹手轮5与下方的定心座4做间隙配合；再将动平台8与上部螺纹套筒9固定连接，并与螺纹手轮5进行螺纹配合，则驱动部分连接完成。再安装导向部分，首先将导向轴6与底座2螺钉连接，再将动平台8与直线轴承7通过螺钉20连接，则导向轴6安装完成，最后将动平台8整体组件与导向轴6组件轴孔配合连接，完成安装。
在使用过程中，转动螺纹手轮5可以实现动平台8的升降运动，转动螺纹手轮5的过程中，上部螺纹套筒9固定不动，在导向轴6的导向作用下，且螺纹手轮5和上部螺纹套筒9为螺纹连接，两者之间的相对转动会使上部螺纹套筒9产生竖直方向的位移，进而实现对光学元件竖直位置的调整。同时转动定心平面螺纹滚轮10可以实现三个软爪16、17、18的向心及离心运动，从而实现自定心装卡。
现有的气浮支撑技术中，对于被支撑件，通常采用人工取放的方式，这种方式容易造成光学元件在被放置在气浮支撑上时，某一侧或者某一边缘首先接触气膜或者气浮垫，有可能损坏气浮垫，造成气孔堵塞；采用螺纹调节的方式控制光学元件的升降，可以一定程度上保证升降的平稳性以及光学元件相对于水平面的水平姿态，更有利于保证检测结果的准确度。也可以采用其它机构的构型或者不同的驱动及传动形式，例如可以引入电驱动，采用电机丝杠螺母传动的方式进行升降装置的驱动。
升降装置采用螺纹的驱动方式，并辅助以导向轴6作为导向零部件，保证动平台在升降过程中，运动的平稳性及气浮垫与水平面相对位置的稳定性；气路走线采用在工装内部寻求合理空间，布置气浮垫、气路管线，并最终将气路管线导出到工装外面，完全不影响工装的正常工作。同时为了实现工装的轻量化及搬运的便捷性，除了平面螺纹组件采用45钢材料外，其余零部件均采用6061及2A12等铝合金材料，确保工装尽可能的轻量化。
以上对本发明所提供的气浮支撑工装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于光学检测的气浮支撑工装，其特征在于，包括底座(2)和安装于所述底座(2)的定心机构，所述定心机构包括设置于所述底座(2)上方的定心座(4)、固定连接所述定心座(4)的定心平台(11)和安装于所述定心座(4)及所述定心平台(11)之间的定心平面螺纹滚轮(10)，所述定心平面螺纹滚轮(10)连接有多个用于径向定位光学元件的软爪，旋转所述定心平面螺纹滚轮(10)能够带动多个所述软爪同步径向移动，多个所述软爪中心设置有用于支撑光学元件的气浮支撑组件。
2.根据权利要求1所述的气浮支撑工装，其特征在于，多个所述软爪分别通过多个定心连杆(12)连接所述定心平面螺纹滚轮(10)。
3.根据权利要求2所述的气浮支撑工装，其特征在于，所述定心平台(11)上设置有多个沿径向方向延伸的滑槽，所述定心连杆(12)设置于所述滑槽内并能够沿所述滑槽的延伸方向移动。
4.根据权利要求3所述的气浮支撑工装，其特征在于，包括三个均匀分布的所述滑槽、三个所述软爪和三个所述定心连杆(12)。
5.根据权利要求1所述的气浮支撑工装，其特征在于，所述气浮支撑组件包括中空的气浮支撑套筒(15)和安装于所述气浮支撑套筒(15)上方的气浮垫(14)，所述气浮支撑套筒(15)贯穿所述定心机构的中心，且所述底座(2)中心设置有与所述气浮支撑套筒(15)内孔同心的通孔。
6.根据权利要求1所述的气浮支撑工装，其特征在于，所述底座(2)上安装有拉手(3)。
7.根据权利要求1所述的气浮支撑工装，其特征在于，所述底座(2)底面设置有用于配合检测仪器的定位销(1)。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的气浮支撑工装，其特征在于，所述底座(2)和所述定心机构之间安装有高度调节机构。
9.根据权利要求8所述的气浮支撑工装，其特征在于，所述高度调节机构包括螺纹手轮(5)、上部螺纹套筒(9)和动平台(8)，所述螺纹手轮(5)活动安装于所述底座(2)上方，所述上部螺纹套筒(9)螺纹连接于所述螺纹手轮(5)上方，所述动平台(8)固定连接于所述上部螺纹套筒(9)上方，所述定心机构安装于所述动平台(8)上方，转动所述螺纹手轮(5)能够驱动所述动平台(8)竖直移动。
10.根据权利要求9所述的气浮支撑工装，其特征在于，还包括竖直设置的导向轴(6)，所述导向轴(6)的两端分别连接所述底座(2)和所述动平台(8)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111023971A (zh) * 2019-12-19 2020-04-17 中国科学院光电技术研究所 一种基于激光跟踪仪非接触式测量大口径光学元件面形的方法
CN113561073A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 中国航发商用航空发动机有限责任公司 盘环类零件的喷砂工装

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200963695Y (zh) * 2006-11-14 2007-10-24 沈永才 自动轻型快速夹具
CN102221787A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 上海微电子装备有限公司 高精度曝光镜头单元的集成装校装置
CN202814343U (zh) * 2012-10-19 2013-03-20 北京海普瑞森科技发展有限公司 一种非球面测量仪
CN103786137A (zh) * 2013-12-31 2014-05-14 江苏南铸科技股份有限公司 一种升降平台
CN107378018A (zh) * 2017-08-25 2017-11-24 金石机器人银川有限公司 三指自定心装置
CN206882821U (zh) * 2017-06-27 2018-01-16 昆明学院 一种六爪卡盘
CN107639434A (zh) * 2016-07-20 2018-01-30 成都源云机械有限公司 自定心固定工装

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200963695Y (zh) * 2006-11-14 2007-10-24 沈永才 自动轻型快速夹具
CN102221787A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 上海微电子装备有限公司 高精度曝光镜头单元的集成装校装置
CN202814343U (zh) * 2012-10-19 2013-03-20 北京海普瑞森科技发展有限公司 一种非球面测量仪
CN103786137A (zh) * 2013-12-31 2014-05-14 江苏南铸科技股份有限公司 一种升降平台
CN107639434A (zh) * 2016-07-20 2018-01-30 成都源云机械有限公司 自定心固定工装
CN206882821U (zh) * 2017-06-27 2018-01-16 昆明学院 一种六爪卡盘
CN107378018A (zh) * 2017-08-25 2017-11-24 金石机器人银川有限公司 三指自定心装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111023971A (zh) * 2019-12-19 2020-04-17 中国科学院光电技术研究所 一种基于激光跟踪仪非接触式测量大口径光学元件面形的方法
CN111023971B (zh) * 2019-12-19 2021-06-01 中国科学院光电技术研究所 一种基于激光跟踪仪非接触式测量大口径光学元件面形的方法
CN113561073A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 中国航发商用航空发动机有限责任公司 盘环类零件的喷砂工装

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