CN110967804A - 一种可快速定位的离轴金属反射镜及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可快速定位的离轴金属反射镜，该反射镜包括反射镜主体和3个柔性支撑结构；第一、第二柔性支撑结构一体连接在反射镜主体的两个顶角；第三柔性支撑结构一体连接在反射镜主体的底部中间位置，且其底部具有V型定位面；第一、第二、第三柔性支撑结构上具有定位安装孔；反射镜主体的背面具有与V型定位面垂直的垂直定位平面。本发明反射镜的定位无需通过零位补偿器实现，大大简化了离轴反射镜光学***的装调复杂度，有效提高了***装调效率，降低了制造成本。

Description

一种可快速定位的离轴金属反射镜及其加工方法
技术领域
本发明属于离轴反射镜技术领域，涉及一种可快速定位的离轴金属反射镜及其加工方法。
背景技术
相比于同轴反射式光学***，离轴***没有中心遮拦，同等条件下像质更高，杂散光抑制效果更好。但是，离轴***不具备同轴***在结构上的旋转对称性，这使得离轴反射镜的研制难度非常大，特别是在***装调过程中，需要借助特殊的检具实现对反射镜的定位。
同轴反射镜的光轴与反射镜的几何中心轴重合，利用这一特点，可以对反射镜进行快速准确的定位。但是对于离轴反射镜来说，由于偏离量的存在，无法实现准确的快速定位，往往需要借助外部的检具进行基准传递，实现装调定位。
例如“一种矩形离轴金属反射镜的一体化柔性支撑结构”(申请号：CN201611238958.X)，提出了一种一体化的离轴金属反射镜，反射镜镜体上的柔性支撑和反射镜是一体化制造的，这种支撑结构能大大减小重力变化、温度变化与装配过程中产生的镜体内应力，保证面形精度，但是对反射镜的安装定位，特别是离轴量的控制，难以实现。
“一种离轴四反镜头的初装定位方法”(申请号：CN201410219039.2)提到利用干涉仪和不同的零位补偿器配合，实现不同离轴反射镜之间偏离量的调整，最终将各反射镜的光学轴进行统一，实现准确定位。这种方法的缺点是装调过程复杂，无法实现快速装调，并且需要专门研制零位补偿器检具进行定位，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可快速定位的离轴金属反射镜，该反射镜能够实现对离轴反射镜的快速准确定位，并能够消除外部变形对反射镜镜面面形的影响。
为了解决上述技术问题，本发明的可快速定位的离轴金属反射镜包括反射镜主体和3个柔性支撑结构；第一、第二柔性支撑结构一体连接在反射镜主体的两个顶角；第三柔性支撑结构一体连接在反射镜主体的底部中间位置，且其底部具有V型定位面；第一、第二、第三柔性支撑结构上具有定位安装孔；反射镜主体的背面具有与V型定位面垂直的垂直定位平面。
第三柔性支撑结构上的定位安装孔作为近光轴安装点，第一、第二柔性支撑结构上的定位安装孔作为远光轴安装点，两个远光轴安装点与近光轴安装点一起完成对反射镜主体的安装固定；V型定位面用于实现反射镜主体沿X轴和沿Y轴两个平移方向的定位；垂直定位平面用于实现反射镜主体绕X轴和绕Y轴两个旋转方向和沿Z轴平移方向的定位；第一、第二、第三柔性支撑结构用于隔绝外部对反射镜的反射面面形的影响。
所述的第一、第二、第三柔性支撑结构上分别具有两个反向对称的L型柔性通槽。
上述可快速定位的离轴金属反射镜的加工方法包括下述步骤：
步骤一、采用通用的车削、铣削工艺加工反射镜主体，加工过程应保证V型定位面与垂直定位平面的垂直度；
步骤二、采用线切割或电火花的方式在第一、第二、第三柔性支撑结构上分别加工两个反向对称的L型柔性通槽；
步骤三、将反射镜主体的V型定位面贴靠在工装中心的定位圆柱上，垂直定位平面贴靠在工装的垂直安装平面；其中工装的定位圆柱轴线与垂直安装平面垂直；在第一、第二、第三柔性支撑结构上的近轴定位点和远轴定位点处，用螺钉将反射镜主体和工装进行连接紧固；完成紧固后，启动金刚石车床，加工反射镜主体的反射面。
其中工装的加工方法如下：工装安装到单点金刚石车床后，利用单点对定位圆柱和垂直安装平面进行加工，加工完成后定位圆柱的轴线与机床主轴重合，同时与工装的垂直安装平面高度垂直。
本发明通过V型定位面和垂直定位平面配合，能够实现对离轴反射镜的快速准确定位；结合反射镜主体的反射面的加工制造方法，能够实现设计基准、制造基准和装调基准的统一，保证反射镜最终的使用位置要求；通过柔性支撑结构能够消除外部变形对镜面面形的影响。
本发明的优点在于：反射镜的定位无需通过零位补偿器实现，大大简化了离轴反射镜光学***的装调复杂度，有效提高了***装调效率，降低了制造成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的正面结构示意图。
图2是本发明的背面结构示意图。
图3是本发明的主视图。
图4是本发明侧视图。
1.反射镜主体；11.反射面；12.背部定位面；21.第一柔性支撑结构；22.第二柔性支撑结构；23.第三柔性支撑结构；211.柔性通槽；221.柔性通槽；231.柔性通槽；232.V型定位面；31、32.远光轴安装点；33.近光轴安装点；4.工装；41.定位圆柱。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明的可快速定位的离轴金属反射镜包括反射镜主体1和3个柔性支撑结构；第一、第二柔性支撑结构21、22一体连接在反射镜主体1的两个顶角；第三柔性支撑结构23一体连接在反射镜主体1的底部中间位置，且其底部具有V型定位面232；第一、第二、第三柔性支撑结构21、22、23上的具有定位安装孔；反射镜主体1的背面具有垂直定位平面12；V型定位面232与垂直定位平面12垂直。
反射镜主体1主要实现各功能结构的有机关联；反射面11是反射镜光学功能的体现，最终参与光学***的成像，需要通过光学加工的手段达到面形和粗糙度的要求；第三柔性支撑结构23上的定位安装孔作为近光轴安装点33，是距离光轴最近的安装点；第一、第二柔性支撑结构21、22上的定位安装孔作为远光轴安装点31、32，两个远光轴安装点31、32成对称方式布置，与近光轴安装点33一起完成对反射镜主体1的安装固定；V型定位面232用于实现反射镜主体1两个平移方向的定位；垂直定位平面12用于实现反射镜主体1两个旋转方向和一个平移方向的定位；第一、第二、第三柔性支撑结构21、22、23用于减小由于重力变化、温度变化及安装过程中产生的变形对镜面的影响。第一、第二、第三柔性支撑结构21、22、23上分别具有两个反向对称的L型柔性通槽211、221、231，用于隔绝外部变形对反射镜镜面面形的影响。
在反射面的加工过程中，作为快速定位结构，垂直定位平面12可以约束反射镜主体的两个旋转方向(绕X轴和绕Y轴转动)和一个平移方向(沿Z轴移动)的自由度；V型定位面232垂直于垂直定位平面12，可以约束反射镜主体的两个平移方向(沿X轴和沿Y轴移动)的自由度；V型定位面232和垂直定位平面12一起约束反射镜主体的五个自由度，只剩下一个旋转方向(绕Z轴转动)的自由度，对于离轴光学***来说，***光轴与Z轴平行，绕Z轴转动的偏差要求很宽松，不需要精确的定位。
所述反射镜的加工方法包括下述步骤：
步骤一、采用机械加工方式加工反射镜主体，加工过程应保证V型定位面232与垂直定位平面12的垂直度。
步骤二、采用线切割或电火花的方式在第一、第二、第三柔性支撑结构21、22、23上分别加工两个反向对称的L型柔性通槽211、221、231，线切割/电火花作为一种特种的放电加工工艺，可以有效减小L型柔性通槽加工过程中引入的加工变形和加工应力。
步骤三、反射镜单点加工前的工装准备：工装4是一个中心带有定位圆柱41的平板，工装4上具有与第一、第二、第三柔性支撑结构21、22、23上安装孔相匹配的连接孔；工装4安装到单点金刚石车床后，利用单点对定位圆柱41和垂直安装平面进行加工，获得高精度的形状精度；定位圆柱41的外径及尺寸公差是预先给定的，加工过程要满足给定数值；加工后的定位圆柱41的轴线与机床主轴高度重合，同时与工装4的垂直安装平面严格垂直。
步骤四、反射镜单点加工：将反射镜主体1的V型定位面232贴靠在定位圆柱41上，垂直定位平面12贴靠在工装4的垂直安装平面；工装4的定位圆柱41和垂直安装平面分别和反射镜主体1的V型定位面232和垂直定位平面12配合，实现对反射镜主体1的准确定位；在第一、第二、第三柔性支撑结构上的近轴定位点33和远轴定位点31、32处，用螺钉将反射镜主体1和工装4进行连接紧固；完成紧固后，启动金刚石车床，加工反射镜主体的反射面11。

Claims (4)

1.一种可快速定位的离轴金属反射镜，其特征在于包括反射镜主体(1)和3个柔性支撑结构；第一、第二柔性支撑结构(21)、(22)一体连接在反射镜主体(1)的两个顶角；第三柔性支撑结构(23)一体连接在反射镜主体(1)的底部中间位置，且其底部具有V型定位面(232)；第一、第二、第三柔性支撑结构(21)、(22)、(23)上具有定位安装孔；反射镜主体(1)的背面具有与V型定位面垂直的垂直定位平面(12)。
2.根据权利要求1所述的可快速定位的离轴金属反射镜，其特征在于所述的第一、第二、第三柔性支撑结构(21)、(22)、(23)上分别具有两个反向对称的L型柔性通槽。
3.一种如权利要求2所述的可快速定位的离轴金属反射镜的加工方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一、采用通用的车削、铣削工艺加工反射镜主体，加工过程应保证V型定位面(232)与垂直定位平面(12)的垂直度；
步骤二、采用线切割或电火花的方式在第一、第二、第三柔性支撑结构(21)、(22)、(23)上分别加工两个反向对称的L型柔性通槽(211)、(221)、(231)；
步骤三、将反射镜主体(1)的V型定位面(232)贴靠在工装(4)中心的定位圆柱(41)上，垂直定位平面(12)贴靠在工装(4)的垂直安装平面；其中工装(4)的定位圆柱(41)轴线与垂直安装平面垂直；在第一、第二、第三柔性支撑结构上的近轴定位点(33)和远轴定位点(21)、(22)处，用螺钉将反射镜主体(1)和工装(4)进行连接紧固；完成紧固后，启动金刚石车床，加工反射镜主体的反射面(11)。
4.根据权利要求3所述的可快速定位的离轴金属反射镜的加工方法，其特征在于其中工装(4)的加工方法如下：工装(4)安装到单点金刚石车床后，利用单点对定位圆柱(41)和垂直安装平面进行加工，加工完成后定位圆柱(41)的轴线与机床主轴重合，同时与工装(4)的垂直安装平面高度垂直。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113031296A (zh) * 2021-03-24 2021-06-25 长春长光智欧科技有限公司 可快速装调的金属基自由曲面三反光学***的装调方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103293634A (zh) * 2013-07-02 2013-09-11 中国工程物理研究院总体工程研究所 一种竖向放置大口径反射镜用可调式支撑装置
CN104777587A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种主镜定位安装机构
CN106041422A (zh) * 2016-06-23 2016-10-26 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种空间高轻量化率铝基反射镜及其加工方法
CN106610517A (zh) * 2016-12-28 2017-05-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种矩形离轴金属反射镜的一体化柔性支撑结构
CN107748427A (zh) * 2017-11-16 2018-03-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种可拆卸的柔性支撑组件
CN109298505A (zh) * 2018-10-10 2019-02-01 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 具有柔性安装结构的分体式金属反射镜及角度自适应调节方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103293634A (zh) * 2013-07-02 2013-09-11 中国工程物理研究院总体工程研究所 一种竖向放置大口径反射镜用可调式支撑装置
CN104777587A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种主镜定位安装机构
CN106041422A (zh) * 2016-06-23 2016-10-26 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种空间高轻量化率铝基反射镜及其加工方法
CN106610517A (zh) * 2016-12-28 2017-05-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种矩形离轴金属反射镜的一体化柔性支撑结构
CN107748427A (zh) * 2017-11-16 2018-03-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种可拆卸的柔性支撑组件
CN109298505A (zh) * 2018-10-10 2019-02-01 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 具有柔性安装结构的分体式金属反射镜及角度自适应调节方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张继真: "铍铝合金反射镜设计和制造技术研究", 《中国优秀博硕学位论文全文数据库》 *
王震，程雪岷: "快速反射镜研究现状及未来发展", 《应用光学》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113031296A (zh) * 2021-03-24 2021-06-25 长春长光智欧科技有限公司 可快速装调的金属基自由曲面三反光学***的装调方法
CN113031296B (zh) * 2021-03-24 2022-08-19 长春长光智欧科技有限公司 可快速装调的金属基自由曲面三反光学***的装调方法

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