專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光機(jī)裝配加工領(lǐng)域，具體是實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
道威棱鏡是一種像旋轉(zhuǎn)器，其主要有兩個(gè)用途當(dāng)棱鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)過(guò)棱鏡后像的旋轉(zhuǎn)角為棱鏡旋轉(zhuǎn)角的兩倍；另一種用途，與180°直角棱鏡一樣，作為180°全反射棱鏡使用。一般而言，道威棱鏡是利用臨界角原理實(shí)現(xiàn)內(nèi)部全反射，所以其視場(chǎng)角有限。同時(shí)，保持其使用平行光很重要。當(dāng)?shù)劳忡R應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)式光機(jī)系統(tǒng)中時(shí)，都存在如何實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的問(wèn)題，如基于道威棱鏡以角速度ω旋轉(zhuǎn)時(shí)其經(jīng)由道威棱鏡所成的像角速度為2ω的特性而設(shè)計(jì)的多通道光纖旋轉(zhuǎn)連接器，道威棱鏡的旋轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)會(huì)帶來(lái)出射光線與理想光線之間的偏差，從而對(duì)光纖準(zhǔn)直器之間的耦合帶來(lái)角度上的偏差，因此棱鏡旋轉(zhuǎn)軸的偏向是引起旋轉(zhuǎn)連接器的耦合損耗的一個(gè)主要原因。常用的道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行實(shí)現(xiàn)方式為采用高精度的機(jī)械加工并在機(jī)械結(jié)構(gòu)上設(shè)置頂絲、彈簧等調(diào)整環(huán)節(jié)，使得道威棱鏡旋轉(zhuǎn)軸(通常為道威棱鏡鏡筒外圓中心軸)與反射面軸線夾角位置可調(diào)，但是這種方法的調(diào)整精度較低、調(diào)整過(guò)程反復(fù)而且易使道威棱鏡發(fā)生變形。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法調(diào)整精度低、 過(guò)程復(fù)雜而且容易使道威棱鏡發(fā)生變形的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種有效實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，其特殊之處在于該方法包括以下實(shí)現(xiàn)步驟1)將道威棱鏡組件安裝在車床上；2)調(diào)整安裝好的道威棱鏡組件使其道威棱鏡的反射面軸線與車床的主軸平行；3)車削道威棱鏡組件的外圓，使其中心軸與車床的主軸重合。上述步驟幻具體包括2. 1)調(diào)整平行光的發(fā)射源與接收源使其光軸同軸且與車床主軸平行；2. 2)調(diào)整道威棱鏡組件的傾斜角度與位移，使其光軸與平行光發(fā)射源及接收源的光軸平行。上述步驟2. 2)中的位移小于3mm。上述步驟2. 2)中的傾斜角度是小于5°。上述道威棱鏡組件的外圓存留20 30絲的加工余量。上述步驟幻具體包括3. 1)將車床的車削工具與其主軸垂直設(shè)置；
3. 2)啟動(dòng)車削工具車削道威棱鏡組件的外圓至其中心軸與車床的主軸重合，使得道威棱鏡的反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行。本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的系統(tǒng)，其特殊之處在于包括車床、道威棱鏡組件、發(fā)射源定心儀、接收源定心儀；所述道威棱鏡組件設(shè)置于車床上；所述發(fā)射源定心儀與道威棱鏡組件以及接收源定心儀依次設(shè)置于同一光路上；所述道威棱鏡組件包括道威棱鏡以及用于固定道威棱鏡的外圓。上述車床包括主軸、多維調(diào)節(jié)臺(tái)和車削工具；所述道威棱鏡組件設(shè)置于車床的多維調(diào)節(jié)臺(tái)上；所述多維調(diào)節(jié)臺(tái)設(shè)置于主軸上可用于調(diào)節(jié)道威棱鏡組件的角度與位移；所述車削工具與所述主軸垂直設(shè)置。上述道威棱鏡的反射面軸線與所述主軸平行。上述外圓的中心軸與主軸重合。上述發(fā)射源定心儀和接收源定心儀的焦距為無(wú)窮遠(yuǎn)。本發(fā)明所涉及的一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法及系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)道威棱鏡組件位置使得道威棱鏡光軸與車床旋轉(zhuǎn)軸平行，采用與車床旋轉(zhuǎn)軸垂直的車削工具加工道威棱鏡組件外圓，使得道威棱鏡組件外圓中心軸與車床旋轉(zhuǎn)軸同軸，由道威棱鏡光軸、車床旋轉(zhuǎn)軸以及道威棱鏡組件外圓中心軸的等價(jià)關(guān)系，從而保證了道威棱鏡光軸與道威棱鏡組件外圓中心軸的平行性，不僅可以有效提高裝配精度，精度可達(dá)0.01mm還可以大大縮短裝配周期；而且本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-車床，2-道威棱鏡組件，3-發(fā)射源定心儀，4-接收源定心儀，5-道威棱鏡，6-外圓，7-主軸，8-多維調(diào)節(jié)臺(tái)，9-車削工具。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及的一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，該方法包括以下實(shí)現(xiàn)步驟步驟1 將道威棱鏡組件安裝在車床上，由車床主軸帶動(dòng)道威棱鏡組件進(jìn)行高速精密旋轉(zhuǎn)；步驟2 調(diào)整安裝好的道威棱鏡組件使其道威棱鏡的反射面軸線與車床的主軸平行；具體包括步驟2. 1 調(diào)整平行光的發(fā)射源與接收源使其光軸同軸與車床主軸平行；步驟2. 2 調(diào)整道威棱鏡組件的傾斜角度與位移，使其光軸與平行光發(fā)射源及接收源的光軸平行。通常將該位移控制在3mm范圍之內(nèi)，傾斜角度控制在5°之內(nèi)。步驟3 車削道威棱鏡組件的外圓，使其中心軸與車床的主軸重合。具體包括步驟3. 1 將車床的車削工具與其主軸垂直設(shè)置；步驟3. 2 啟動(dòng)步驟3. 1的車削工具車削道威棱鏡組件的外圓至其中心軸與車床的主軸重合，最終使得道威棱鏡的反射面軸線與其旋轉(zhuǎn)軸平行，消除了道威棱鏡的反射面軸線與其旋轉(zhuǎn)軸之間的夾角。一般在裝配之前的道威棱鏡組件外圓會(huì)存留20 30絲的加工余量，車削工具對(duì)其進(jìn)行車削，從而使其中心軸與車床主軸重合，而步驟2的調(diào)整使得道威棱鏡的反射面軸線與車床主軸平行，根據(jù)道威棱鏡光軸、車床主軸以及道威棱鏡組件外圓中心軸即道威棱鏡旋轉(zhuǎn)軸的等價(jià)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)道威棱鏡的反射面軸線與其旋轉(zhuǎn)軸平行的目的。本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的系統(tǒng)，參見圖1，該系統(tǒng)包括車床1、道威棱鏡組件2、發(fā)射源定心儀3、接收源定心儀4 ；道威棱鏡組件2設(shè)置于車床1上；發(fā)射源定心儀3與道威棱鏡組件2以及接收源定心儀4依次設(shè)置于同一光路上； 道威棱鏡組件2包括道威棱鏡5以及用于固定道威棱鏡的外圓6。本發(fā)明的車床1包括主軸7、多維調(diào)節(jié)臺(tái)8和車削工具9 ；其中主軸7采用精密旋轉(zhuǎn)軸系，可減小由于車床主軸7旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差造成車削過(guò)程所加工的機(jī)械框外圓6尺寸誤差；本發(fā)明的道威棱鏡組件2設(shè)置在車床1的多維調(diào)節(jié)臺(tái)8上，通過(guò)多維調(diào)節(jié)臺(tái)8調(diào)節(jié)道威棱鏡組件2的角度與位移，即可實(shí)現(xiàn)道威棱鏡5反射面軸線的旋轉(zhuǎn)方向(傾斜)調(diào)整；該多維調(diào)節(jié)臺(tái)8可以設(shè)置在主軸7上；車削工具9與主軸7垂直設(shè)置，通過(guò)車削工具9可對(duì)道威棱鏡組件2的機(jī)械框端面及外圓6進(jìn)行加工，可保證機(jī)械框旋轉(zhuǎn)軸與車床主軸7有很好的的同軸性。本發(fā)明的道威棱鏡5的反射面軸線軸與車床主軸7平行。本發(fā)明的道威棱鏡組件2的外圓6中心軸與車床主軸7重合。由于道威棱鏡5工作于平行光路中，因此發(fā)射源定心儀3與接收源定心儀4的調(diào)焦為無(wú)窮遠(yuǎn)，即工作在平行光管狀態(tài)。本發(fā)明的道威棱鏡5反射面軸線若與車床主軸7成一角度，當(dāng)車床主軸7旋轉(zhuǎn)時(shí)， 發(fā)射源定心儀3會(huì)發(fā)出的無(wú)窮遠(yuǎn)目標(biāo)在接收源定心儀4中所成的像是劃圓變化的，通過(guò)調(diào)節(jié)多維調(diào)節(jié)臺(tái)8使其劃圓量最小，再采用車削工具9加工道威棱鏡鏡筒的外圓6至要求的尺寸范圍，從而有效實(shí)現(xiàn)了道威棱鏡5反射面軸線與其旋轉(zhuǎn)軸的平行度要求。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，其特征在于所述方法包括以下實(shí)現(xiàn)步驟1)將道威棱鏡組件安裝在車床上；2)調(diào)整安裝好的道威棱鏡組件使其道威棱鏡的反射面軸線與車床的主軸平行；3)車削道威棱鏡組件的外圓，使其中心軸與車床的主軸重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，其特征在于所述步驟2)具體包括2. 1)調(diào)整平行光的發(fā)射源與接收源使其光軸同軸且與車床主軸平行；2.2)調(diào)整道威棱鏡組件的傾斜角度與位移，使其光軸與平行光發(fā)射源及接收源的光軸平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，其特征在于所述步驟2. 2)中的位移小于3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，其特征在于所述步驟2. 2)中的傾斜角度是小于5°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，其特征在于所述道威棱鏡組件的外圓存留20 30絲的加工余量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法，其特征在于所述步驟幻具體包括3. 1)將車床的車削工具與其主軸垂直設(shè)置；3. 2)啟動(dòng)車削工具車削道威棱鏡組件的外圓至其中心軸與車床的主軸重合，使得道威棱鏡的反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行。
7.一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的系統(tǒng)，其特征在于包括車床、道威棱鏡組件、發(fā)射源定心儀、接收源定心儀；所述道威棱鏡組件設(shè)置于車床上；所述發(fā)射源定心儀與道威棱鏡組件以及接收源定心儀依次設(shè)置于同一光路上；所述道威棱鏡組件包括道威棱鏡以及用于固定道威棱鏡的外圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的系統(tǒng)，其特征在于所述車床包括主軸、多維調(diào)節(jié)臺(tái)和車削工具；所述道威棱鏡組件設(shè)置于車床的多維調(diào)節(jié)臺(tái)上；所述多維調(diào)節(jié)臺(tái)設(shè)置于主軸上可用于調(diào)節(jié)道威棱鏡組件的角度與位移；所述車削工具與所述主軸垂直設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的系統(tǒng)，其特征在于所述道威棱鏡的反射面軸線與所述主軸平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的系統(tǒng)，其特征在于所述外圓的中心軸與主軸重合。
全文摘要
本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車床、道威棱鏡組件、發(fā)射源定心儀、接收源定心儀；所述道威棱鏡組件設(shè)置于車床上；所述發(fā)射源定心儀與道威棱鏡組件以及接收源定心儀依次設(shè)置于同一光路上；所述道威棱鏡組件包括道威棱鏡以及用于固定道威棱鏡的外圓；本發(fā)明所涉及的一種實(shí)現(xiàn)道威棱鏡反射面軸線與旋轉(zhuǎn)軸平行的方法及系統(tǒng)，道威棱鏡組件外圓中心軸與車床旋轉(zhuǎn)軸同軸，保證了道威棱鏡光軸與道威棱鏡組件外圓中心軸的平行性，不僅可以有效提高裝配精度，精度可達(dá)0.01mm，還可以大大縮短裝配周期；而且本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G02B7/18GK102540397SQ20101060715
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者侯曉華, 張學(xué)敏, 李華, 楊建峰, 段嘉友, 魏儒義 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所