非球面镜片定心装置及定心方法与流程

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本发明涉及光学镜片加工设备领域，尤其涉及非球面镜片定心装置及定心方法。

背景技术：

主反射镜主要用于经典的卡塞格林系统中。主反射镜为非球面反射镜。主反射镜在加工过程中，需要对非球面镜面进行加工，之后再进行定心磨边。为了保证非球面反射镜的边沿能够满足工装位置的要求，非球面反射镜的圆形边缘的轴线应当尽量与光轴重叠。因此，磨边机的机械转轴也应该与非球面反射镜的光轴重合。现有的激光定心方式中，将非球面透镜固定在夹具中。激光穿过夹具照射在非球面透镜上。转动透镜，通过感应从光点在透镜片上的移动来确定透镜的中心。在这种定心方法中，当检测到的透镜偏向量最小时，即完成定心。因此，透镜的定心位置仍存在一定的误差。特别地，若非球面镜面加工时，光轴的位置偏离透镜的圆形边缘较远，则误差会较大。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供的技术方案如下：

非球面镜片定心装置，包括夹具，所述夹具上方设置激光定心仪，所述激光定心仪用于测量所述夹具上待加工镜片的轴心偏差角，所述激光定心仪的信息输出端连接处理模块，将所述轴心偏差角发送至所述处理模块，还包括水平位置调整机构，所述水平位置调整机构包括推动块和滑轨，所述推动块通过连杆与滑轨滑动连接；所述处理模块从接收到的所述轴心偏差角中提取最小轴心偏差角，根据最小轴心偏差角计算出位移值，并向驱动电机发送驱动信息；所述驱动电机驱动所述连杆在所述滑轨内移动，所述连杆的位移量为所述位移值，使所述推动块用于推动位于所述夹具上的待加工镜片，待加工镜片沿着所述推动块的前进方向移动，直到待加工镜片的光轴与基准轴重叠。

现有的激光定心方式中，通过激光定心仪测量待加工镜片的轴心偏差角。在测量过程中，同时旋转待加工镜片，直到测量到的轴心偏差角最小，实现定心。但此刻，待加工镜片的光轴轴心与基准轴之间仍存在最小轴心偏差角的差异。本发明中，处理模块根据接收到的最小轴心偏差角计算出位移值，并向驱动电机发送驱动信息。位移值的计算公式可根据最小轴心偏差角A与激光发射孔的水平高度H的三角关系推导出，即位移＝tanA H。驱动电机驱动滑轮在滑轨内移动，使连杆的位移量为上述计算出的位移值。推动块推动待加工镜片沿着推动块的前进方向移动，直到待加工镜片的光轴与基准轴重叠。基准轴位于夹具的中心线上，即，使待加工镜片的光轴与夹具1的中心线重叠。

在一种优选的实施方式中，所述水平位置调整机构的数量为两个，两个所述水平位置调整机构沿着所述夹具的中心线对称。

在一种优选的实施方式中，所述推动块的截面为圆形，所述连杆内部设置转动轴，所述转动轴的下端与所述推动块连接，所述转动轴通过旋转电机驱动，带动所述推动块在水平面上转动；所述转动轴上固定角度传感器，用于测量所述转动轴的转动角度，所述角度传感器的信息输出端与所述处理模块连接，将测量到的所述转动角度发送至所述处理模块；两个所述推动块移动至与待加工镜片接触，所述处理模块驱动所述旋转电机启动，使所述推动块夹紧待加工镜片并在水平面上转动；待加工镜片的转动过程中，所述激光定心仪实时测量轴心偏差角，并向所述处理模块发送所述轴心偏差角；所述处理模块根据接收到的所述轴心偏差角和所述转动角度，生成出轴心偏差角与转动角度的对应曲线。

在一种优选的实施方式中，所述推动块的圆周面设置橡胶套。

在一种优选的实施方式中，所述夹具包括上夹筒和下夹筒，所述上夹筒的夹持端为斜面，通过所述斜面按压所述待加工镜片的弧面。

在一种优选的实施方式中，所述斜面与所述上夹筒的端面成14-16°夹角。

在一种优选的实施方式中，还包括镜片夹持轴，所述镜片夹持轴的一端固定在升降装置的升降端，所述升降装置固定在所述下夹筒的下方；所述升降端推动所述镜片夹持轴穿入所述下夹筒内，用于吸附待加工镜片的弧面，所述镜片夹持轴的轴线与基准轴重叠。

在一种优选的实施方式中，所述镜片夹持轴的末端可拆卸连接吸附盘。

本发明还提供一种非球面镜片定心方法，采用上述的非球面镜片定心装置，包括以下步骤：

S01，将待加工镜片固定在夹具上；

S02，连杆沿着滑轨移动，直到位于夹具两侧的推动块将所述待加工镜片夹紧；

S03，激光定心仪测量所述待加工镜片的轴心偏差角，并将测量到轴心偏差角发送至处理模块；

S04，旋转电机驱动推动块转动，使位于两个推动块间的待加工镜片转动，角度传感器测量推动块的转动角度，并将测量到的转动角度发送至处理模块；

S05，所述处理模块根据接收到的轴心偏差角、转动角度形成对应曲线图；

S06，所述处理模块提取轴心偏差角的最小值对应的转动角度，并将所述对应转动角度发送至旋转电机；

S07，旋转电机驱动转动轴转动，使推动块的转动角度与所述对应转动角一致；

S08，激光定心仪测量所述待加工镜片的轴心偏差角，并将测量到轴心偏差角发送至处理模块；

S09，根据接收到的轴心偏差角，所述处理模块计算出位移值，并向驱动电机发送驱动信息以及所述位移值；

S10，驱动电机驱动连杆在滑轨内移动，连杆的位移量为所述位移值，使推动块用于推动位于夹具上的待加工镜片，直到待加工镜片的光轴与夹具的基准轴重叠。

本发明的有益效果为：

根据激光定心仪测量到的轴心偏差角，处理模块计算出位移值，并驱动驱动电机启动。驱动电机带动连杆在滑轨内移动，直到连杆的位移量为上述的位移值，从而通过推动待加工镜片，使待加工镜片沿着推动块的前进方向移动，直到待加工镜片的光轴与基准轴重叠。基准轴即为机械旋转轴。从而减少了定心位置的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是非球面镜片定心装置一种实施方式的结构示意图；

图2是水平位置调整机构一种实施方式的剖视图；

图3是水平位置调整机构另一种实施方式的剖视图；

图4是水平位置调整机构带动待加工镜片转动的示意图；

图5是夹具一种实施方式的结构示意图；

图6是上夹具的剖视图；

图7是下夹具与镜片夹持轴的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1-2，本发明提供的非球面镜片定心装置，包括夹具1，夹具1上方设置激光定心仪2。激光定心仪2的信息输出端连接处理模块3，激光定心仪2将测量到的轴心偏差角发送至处理模块3。还包括两个水平位置调整机构4。每个水平位置调整机构的结构一样，都包括推动块41、连杆42和滑轨43。推动块41通过螺钉固定在连杆42的一端。连杆42的另一端安装滑轮44，滑轮44位于滑轨43内。滑轮通过驱动电机5驱动。连杆42能够沿着滑轨43滑动，从而带动推动块41滑动。两个水平位置调整机构4沿着夹具1的中心线对称。推动块41的水平高度与夹具1的夹持部的高度一样。当连杆42移动时，推动块41能够推动位于夹具1中的待加工镜片。现有的激光定心方式中，通过激光定心仪2测量待加工镜片0的轴心偏差角。在测量过程中，同时旋转待加工镜片0，直到测量到的轴心偏差角最小。但此刻，待加工镜片0的光轴轴心与基准轴之间仍存在最小轴心偏差角的差异。本发明中，处理模块3根据接收到的最小轴心偏差角计算出位移值，并向驱动电机发送驱动信息。驱动电机驱动滑轮在滑轨43内移动，使连杆42的位移量为上述的位移值。推动块41推动待加工镜片0沿着推动块41的前进方向移动，直到待加工镜片0的光轴与基准轴重叠。基准轴位于夹具1的中心线上，即，使待加工镜片0的光轴与夹具1的中心线重叠。

为了实现旋转待加工镜片的功能，在一种实施方式中，如图3，推动块41的横截面为圆形，连杆42内部设置转动轴45。转动轴45的下端与推动块41的轴心固定连接。转动轴45通过旋转电机46驱动，带动推动块41在水平面上转动。转动轴45的表面安装角度传感器47，用于测量转动轴45的转动角度。角度传感器47的信息输出端与处理模块3连接，将测量到的转动角度发送至处理模块3。两个推动块41移动至与待加工镜片0接触，使两个推动块41夹紧待加工镜片0。如图4，当处理模块3驱动旋转电机46转动，使被推动块41夹紧的待加工镜片0在水平面上转动，从而调整待加工镜片0的水平角度，使待加工镜片2转动至轴心偏差角最小的位置。在待加工镜片0的转动过程中，激光定心仪2实时测量轴心偏差角，并向处理模块3发送测量到的轴心偏差角。处理模块3根据接收到的轴心偏差角和转动角度，生成出轴心偏差角与转动角度的对应曲线，使处理模块3能够根据轴心偏差角与转动角度的对应曲线，提取最小轴心偏差角所对应的转动角度。为了保证推动块41与待加工镜片0之间的摩擦力，在推动块41的圆周表面套置橡胶套，优选地，橡胶套上开设凹槽410，使推动块41卡在凹槽410内，防止掉落。

为了提高夹具与镜片的配合度，如图5-6，夹具1包括上夹筒11和下夹筒12。上夹筒11的夹持端为斜面110。通过斜面110按压待加工镜片0的弧面，以保证夹具1的夹持面与镜片的弧面配合。斜面与上夹筒11的端面所成夹角a为14-16°，符合非球面的弧度。

在一种实施方式中，还包括镜片夹持轴6。如图7，镜片夹持轴6的一端固定在汽缸7的活塞杆71上，另一端的外部通过卡套的方式连接吸附盘8。汽缸7固定在下夹筒12的下方，使镜片夹持轴6的轴线与夹具1的中心线重叠。当处理模块3控制汽缸7启动时，活塞杆71推动镜片夹持轴6穿入下夹筒12内，使镜片夹持轴6上的吸附盘8吸附待加工镜片0的弧面。由于定位后的待加工镜片的光轴与夹具1的中心线重叠。因此，当镜片夹持轴6上升，使吸附盘8吸附在待加工镜片0的弧面时，吸附的位置即为待加工镜片0的光轴。此后，将待加工镜片0从夹具1上取下，将吸附盘8安装在磨边机的机械转轴上，即可完成非球面镜片的定心磨边。