[发明专利]一种大口径反射镜装调装置及装调方法

说明书

本发明提供了一种大口径反射镜装调装置及装调方法，解决现有新型材料大口径反射镜采用传统方法进行装调时存在安装损伤风险以及生产周期长、生产成本高的问题。此装调方法将反射镜的微应力装调、粘接与光机基准传递综合考虑，统筹兼顾，一次性完成主镜的微应力装调、粘接与光机基准的传递，即同时实现大口径反射镜部件装配与光学定心调整，保证了反射镜粘接后无应力且完成了反射镜光轴与机械结构装配基准的高精度传递，大大缩短了反射镜部件装配周期。

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种大口径反射镜装调装置及装调方法。

背景技术

随着对光学系统分辨率要求的提高，光学系统逐步向长焦距、大口径的方向发展。大口径反射镜装调过程中，首先必须保证反射镜的微应力装配与粘接，即保证反射镜装配前后，面形基本无变化；其次，为了控制反射镜部件在系统中的正确位置与姿态，必须将反射镜光轴基准转至反射镜部件的机械装配基准上。

传统采用的方法是将反射镜部件的微应力装配、粘接与光轴基准的转换分开考虑，先完成反射镜部件的微应力装配与粘接，再采用光学定心加工的方法，即以反射镜光轴为基准加工反射镜部件的装配面(配合端面与外圆柱面)，以实现光学基准至机械基准的转换，上述工艺方法已广泛应用于中等口径反射镜部件的装调。

以直径φ500mm圆周三点柔性支撑反射镜为例，采用传统的装调方法步骤如下：

步骤1、将反射镜支撑板、修切垫、BiPod装配在一起；

步骤2、将反射镜与BiPod进行微应力粘接；

步骤3、粘接完成后对反射镜部件进行面形检测，保证面形符合设计要求；

步骤4、在大口径反射镜装调平台上，以反射镜光轴为基准加工反射镜部件的装配基准面，以保证装配基准面与光轴垂直度要求，实现光学基准到机械基准的转换。

以上装调步骤中的具体数据指标由产品装配技术指标要求确定。

由于空间相机轻量化的要求及新材料技术的发展，空间相机逐渐开始尝试使用新型材料，例如：碳化硅、铝基碳化硅等材料。此类材料具有比刚度高、膨胀系数小、热导率高等优点，符合航天仪器的要求，但此类材料硬而脆，加工性能较差，采用上述传统装调中的定心加工方法，存在以下几个问题：第一，定心加工过程中必须制定特殊加工工艺，并采用专用金刚石刀具；第二，加工面粗糙度指标难以精确控制且加工过程中容易造成被加工零件的崩边、裂纹等致命性损伤；这些问题一方面影响系统的安装精度与整机性能，增加项目研制的风险，另一方面延长了生产周期并增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有新型材料大口径反射镜采用传统方法进行装调时存在安装损伤风险以及生产周期长、生产成本高的问题，而提供一种新的大口径反射镜装调装置及装调方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种大口径反射镜装调装置，其特殊之处在于，包括支撑座、五维回转台(该回转台可绕Z轴即竖直向上360°旋转，且具有X、Y向平移及绕X、Y轴的倾斜调整功能，具体结构实现形式不限)、滑台、四维调整架(该调整台具有X、Y向平移及绕X、Y轴的倾斜调整功能，具体结构实现形式不限)、检测架、光学定心仪以及测量仪；

所述支撑座包括相互垂直的横板和竖板，该竖板上沿竖直方向设置有滑槽；

所述五维回转台位于所述横板上；

所述滑台安装在所述竖板上，并可沿滑槽上下移动；所述滑台的下表面水平设置；

所述光学定心仪通过四维调整架安装在所述滑台的下表面；

所述测量仪位于滑台下方，并通过检测架安装在所述竖板上；

所述检测架可沿水平方向进行直线伸缩；