[发明专利]一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法

权利要求书

1.一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法，全自由曲面离轴三反系统包括支撑结构(1)和自由曲面镜子，自由曲面镜子安装在支撑结构(1)上，自由曲面镜子包括主镜(601)、次镜(602)和三镜(603)；其特征在于，包括以下步骤：

1)加工自由曲面镜子；

2)支撑结构(1)的加工，支撑结构(1)的加工以机床坐标系为基准，分别对各工作面进行超精加工，具体包含以下步骤：

2.1)选定主镜支撑面(7)为第一个加工面，首先利用机床主轴(2)将主镜支撑面(7)旋转到与X轴垂直的位置，根据设计要求，确定主镜支撑面(7)到机床坐标中心的距离，该机床坐标中心的X＝0，利用机床坐标控制，将主镜支撑面(7)在X轴方向加工到指定的坐标位置；

2.2)在X方向加工的同时，根据设计要求，确定主镜支撑面(7)在Y轴方向需要加工到的坐标，利用机床坐标控制，将主镜支撑面(7)在Y轴方向加工到指定的坐标位置，此时，会在主镜支撑面(7)Y轴方向的上端留下一个平台，即Y轴所留平台(8)；

2.3)在主镜支撑面(7)沿着Z轴方向的末端安装第一辅助长方块并对第一辅助长方块进行超精加工，加工结束时记录Z轴方向的坐标；

2.4)主镜支撑面(7)加工完成后，以主镜支撑面(7)为起始位置将支撑结构(1)次镜支撑面旋转到与X轴垂直的位置，利用步骤2.1)和2.2)完成次镜支撑面的加工；在次镜支撑面沿着Z轴方向的末端安装第二辅助长方块，根据主镜(601)、次镜(602)直径的差值，结合步骤2.3)所述坐标，计算得到次镜支撑面上第二辅助长方块所需加工到的坐标位置，利用机床坐标控制，将第二辅助长方块在Z轴方向加工到指定的坐标位置；

2.5)次镜支撑面加工完成后，以次镜支撑面为起始位置将支撑结构(1)三镜支撑面旋转到与X轴垂直的位置，利用步骤2.1)和2.2)完成三镜支撑面的加工；利用步骤2.3)和2.4)完成第三辅助长方块的加工；

3)将自由曲面镜子分别安装到相对应的支撑工作面上，利用光学胶固定，即可完成全自由曲面离轴三反系统的制造。

2.根据权利要求1所述的一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法，其特征在于：步骤1中对于自由曲面镜子的加工的具体步骤为：对主镜(601)、次镜(602)和三镜(603)任意一个镜子，需要对镜子底座平台(5)、调平基准平台(4)和自由曲面镜面(6)进行超精加工，先加工镜子底座平台(5)和调平基准平台(4)，记录加工结束时镜子底座平台(5)在Z轴方向的坐标，结合设计时镜子底座平台(5)到镜面中心的距离，计算得到镜面中心最终在Z轴方向所需车削到的坐标，利用机床坐标控制，以镜面中心为基准，将镜面车削到指定的坐标位置，同时，利用超精加工设备保证镜子的面形精度。

3.根据权利要求1或2所述的一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法，其特征在于：支撑结构(1)加工好后不下机床，直接安装三块自由曲面镜子；自由曲面镜子在安装时，三块自由曲面镜子安装方式相同，具体步骤为：

首先，利用机床主轴(2)将支撑面旋转到与X轴垂直应且要使Y轴所留平台(8)处于Y轴负方向的位置；再将对应的自由曲面镜子放进支撑面的孔里，其底座平台与辅助长方块和Y轴所留平台(8)接触，此时，利用机床上配置的调圆仪调节调平基准平台(4)，使其与XZ平面平行；最后利用光学胶将自由曲面镜子固定，逐个安装好三块自由曲面镜子，全自由曲面离轴三反系统的制造完成。

4.根据权利要求3所述的一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法，其特征在于：所述机床是指单点金刚石机床。