一种离轴式光学系统光路的装调装置及装调方法与流程

本发明属于光学系统装调领域，涉及一种离轴式光学系统光路的装调装置及装调方法，用于光学系统的光路装调。

背景技术：

离轴式光学系统指的是光学系统中光学元件之间的光轴不同，存在偏心和倾斜，离轴式光学系统光路的装调是指来通过调整光学元件和结构件的空间位置保证光路中各个光学元件相对于结构件位置的准确性。目前离轴式光学系统的光路装调无法实现单个光学元件在光路中位置的测量及调整，很难使用仪器保证光路中各个光学元位置的准确性并对其作出位置的调整。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种离轴式光学系统光路的装调装置及装调方法，实现离轴式光学系统光路的每个光学元件位置的精确定位和调整。

技术方案

一种离轴式光学系统光路的装调装置，其特征在于包括定心机构1、测量机构2、光学元件夹持机构3、光机结构件位置调整机构4和控制系统5；光机结构件位置调整机构4是在调整机构的三维导轨平移机构上设有一个调整机构的转台，调整机构的三维导轨平移机构的下端的支架与调整机构4的支柱上的导轨10活动连接；光学元件夹持机构3位于调整机构的转台一侧，夹持机构的三维导轨平移机构设于光学元件夹持机构3的立柱上，夹持机构的三维导轨平移机构上设有夹持机构的转台且位于调整机构的转台上端；定心机构1和测量机构2位于光学元件夹持机构3的一侧，定心机构1上设有提供基准光轴的内调焦光管9，内调焦光管的光路与光学元件的光轴处于同一个平面；测量机构2为三坐标测量机，测量机的测试头能够被调整对准光学元件与光机结构件的位置；控制系统5与测量机构2、光学元件夹持机构3和光机结构件位置调整机构4实现电连接。

所述定心机构1、测量机构2、光学元件夹持机构3和光机结构件位置调整机构4共同置于平台6上。

一种利用所述离轴式光学系统光路的装调装置进行装调光学元件的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将光机结构件7固定在结构件位置调整机构4的转台上；

步骤2：将光学元件8安装在光学元件夹持机构的夹持端；

步骤3：调整光学元件夹持机构的三维导轨平移机构和转台，使得光学元件光轴与定心机构的内调焦光管9发出的基准光轴保持一致；

步骤4：测量机构测量光学元件与光机结构件的位置，得到相对位置关系并反馈至控制系统；

步骤5：控制系统根据位置关系计算得出光机结构件应在的理论位置，控制结构件位置调整机构4的三维导轨平移机构完成形成理论位置的调整，然后沿着导轨10上移至光学元件；

步骤6：将光学元件按照调好的光轴固定在光机结构件上，完成该光学元件的装调。

有益效果

本发明提出的一种离轴式光学系统光路的装调装置及装调方法，包括：定心机构、夹持机构、测量机构、控制系统、结构件位置调整机构。其特征在于定心机构作为调试基准用来确定光学元件的光轴，夹持机构和光学结构件位置调整机构具有六自由度的调节功能，测量机构得出光学元件和光机结构的实际位置并反馈给控制系统，然后再通过控制系统来调整光学元件和光机结构的位置来完成光路的装调。本发明提供的光路调试装置和调试方法能够实现在光路中每个光学元件位置的精确定位和自动调整，实现了离轴式光学系统光路装调过程的可控性，并且能够提高工作效率。

本发明的优点是：本发明提供的光路调试装置和调试方法能够实现在光路中每个光学元件位置的精确定位和自动调整，实现了离轴式光学系统光路装调过程的可控性，降低了离轴式光学系统装调的返修率，提高了光学系统光路的装调效率。

附图说明

图1光学系统光路装调装置示意图

图2实施例光学系统光路装调装置示意图

1定心机构，2测量机构，3光学元件夹持机构，4光机结构件位置调整机构，5控制系统，6平台，7光机结构件，8待装调的光学元件，9内调焦光管，10导轨。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

装置包括：定心机构、夹持机构、测量机构、控制系统、结构件位置调整机构。

1)定心机构主要有内调焦光管构成，作为调试基准用来确定光路中光学元件的光轴；

2)夹持机构主要有三维导轨平移机构和转台构成，具有六自由度的调节功能，用于夹持光学元件并调整光学元件的空间位置，使的光学元件光轴与定心机构中的内调焦光管光轴保持一致；

3)结构件位置调整机构主要有三维导轨平移机构和转台组成，具有六自由度的调节功能，用于固定结构件并调整结构件与光学元件的相对位置；

4)测量机构为三坐标测量机，用于测量出光学元件和结构件的实际位置并反馈给控制系统；

5)控制系统接收测量机构的测量数据并依据该数据控制夹持机构和结构件位置调整机构的平移和转动来调整光学元件和结构件的位置来实现光路的装调。

各个部件位置关系：光机结构件位置调整机构4是在调整机构的三维导轨平移机构上设有一个调整机构的转台，调整机构的三维导轨平移机构的下端的支架与调整机构4的支柱上的导轨10活动连接；光学元件夹持机构3位于调整机构的转台一侧，夹持机构的三维导轨平移机构设于光学元件夹持机构3的立柱上，夹持机构的三维导轨平移机构上设有夹持机构的转台且位于调整机构的转台上端；定心机构1和测量机构2位于光学元件夹持机构3的一侧，定心机构1上设有提供基准光轴的内调焦光管9，内调焦光管的光路与光学元件的光轴处于同一个平面；测量机构2为三坐标测量机，测量机的测试头能够被调整对准光学元件与光机结构件的位置；控制系统5与测量机构2、光学元件夹持机构3和光机结构件位置调整机构4实现电连接。

装调过程：

步骤1：将光机结构件7固定在结构件位置调整机构4的转台上；

步骤2：将光学元件8安装在光学元件夹持机构的夹持端；

步骤3：调整光学元件夹持机构的三维导轨平移机构和转台，使得光学元件光轴与定心机构的内调焦光管9发出的基准光轴保持一致；

步骤4：测量机构测量光学元件与光机结构件的位置，得到相对位置关系并反馈至控制系统；

步骤5：控制系统根据位置关系计算得出光机结构件应在的理论位置，控制结构件位置调整机构4的三维导轨平移机构完成形成理论位置的调整，然后沿着导轨10上移至光学元件；

步骤6：将光学元件按照调好的光轴固定在光机结构件上，完成该光学元件的装调。

重复步骤2～步骤6，安装下一个光学元件，直至光学元件的装调，最终完成光学系统光路的装调。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种离轴式光学系统光路的装调装置及装调方法，包括：定心机构、夹持机构、测量机构、控制系统、结构件位置调整机构。其特征在于定心机构作为调试基准用来确定光学元件的光轴，夹持机构和光学结构件位置调整机构具有六自由度的调节功能，测量机构得出光学元件和光机结构的实际位置并反馈给控制系统，然后再通过控制系统来调整光学元件和光机结构的位置来完成光路的装调。本发明提供的光路调试装置和调试方法能够实现在光路中每个光学元件位置的精确定位和自动调整，实现了离轴式光学系统光路装调过程的可控性，并且能够提高工作效率。

技术研发人员：申亚男;屈亮;李岳峰;王战胜;孙自南
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：2018.12.06
技术公布日：2019.02.12