Способ центрирования панкратической оптической системы



Способ центрирования панкратической оптической системы
Способ центрирования панкратической оптической системы
Способ центрирования панкратической оптической системы
Способ центрирования панкратической оптической системы
Способ центрирования панкратической оптической системы

 


Владельцы патента RU 2593639:

Акционерное общество "Швабе - Технологическая лаборатория" (RU)

Способ центрирования подвижных оптических элементов панкратической оптической системы методом проточки диаметра и подрезки посадочной плоскости каретки для оптических элементов проводят в два этапа. Вначале с помощью технологической сетки, закрепленной на каретке, трубки Забелина определяют точное положение каретки относительно оси вращения шпинделя станка, а затем каретку устанавливают в центрировочный патрон, который закрепляют в шпинделе станка, и с помощью центрировочного патрона устанавливают каретку точно в такое положение, которое она занимала, находясь внутри корпуса ПОС. Контроль точности установки каретки осуществляют с помощью технологической сетки и трубки Забелина. Технический результат заключается в повышении точности центрировки элементов панкратической системы. 7 ил.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к технологии изготовления оптических и оптико-электронных модулей с панкратическими оптическими системами.

В последние годы все большее применение находят оптические и оптико-электронные комплексы, в которых оптические системы входящих в комплексы оптических и оптико-электронных модулей выполнены с переменным фокусным расстоянием, - панкратические оптические системы (ПОС). Это вызвано тем, что ПОС обладают рядом значительных преимуществ по сравнению с оптическими системами постоянного фокусного расстояния, к которым следует отнести:

- возможность выбора оптимального увеличения и поля зрения;

- повышение оперативности и удобства работы при эксплуатации;

- уменьшение числа требуемых модулей, необходимых для решения поставленных задач.

В то же время ПОС в конструкторском и производственном плане представляют собой сложные оптико-механические системы, в которых с высокой точностью необходимо центрировать оптические компоненты - линзы в оправе.

В большинстве модулей перемещение оптических компонентов осуществляют с применением подшипников скольжения, в качестве которых используют прецизионно обработанные цилиндрические поверхности корпусов неподвижных и оправы подвижных оптических компонентов, либо направляющие пиноли [Л.И. Крынин «Основы проектирования и центрировки объективов переменного фокусного расстояния», учебное пособие, ИТМО (государственный университет), Санкт-Петербург, 2008, раздел 1; патент США US 8634138, G02B 27/646 от 21.01.2014 (дата публикации 10.02.2012)].

Для таких конструкций разработаны способы поузловой центрировки оптических систем с использованием специального технологического оборудования таких как: трубка Забелина для определения погрешностей выставки оптических компонентов, центрировочный патрон для их высокоточной установки, прецизионный станок для подрезки посадочных мест узлов с оптическими компонентами [Сайт www.555nm.ru, раздел «Статьи», файл «Анализ способов центрирования линз», подраздел 4.5].

Известный способ центрирования линзы при помощи центрировочного патрона со сдвиговой и поворотной частями, закрепленного в шпинделе токарного станка, и трубки Забелина, установленной в задней бабке станка, включает последовательное центрирование каждой из поверхностей линзы относительно оси вращения шпинделя [Патент РФ 2442124, G01M 11/00, G01B 11/27].

По указанному выше способу при центрировке многокомпонентной линзы, исходя из конструктивных или технологических соображений, выбирают одну из поверхностей линзы, устанавливают линзу так, чтобы за счет выбора длины технологической части оправы или с использованием дистанционных втулок автоколлимационная точка выбранной поверхности лежала в одной плоскости с центром кривизны поворотной части центрировочного патрона, лежащим на оси вращения шпинделя. Совмещают автоколлимационную точку выбранной поверхности с центром кривизны поворотной части центрировочного патрона перемещением сдвиговой части патрона. Совмещают с осью вращения шпинделя автоколлимационную точку другой поверхности линзы перемещением поворотной части патрона при сохранении неизменного положения автоколлимационной точки выбранной поверхности линзы, ранее совмещенной с центром кривизны поворотной части патрона.

Этот способ не применим в ПОС, в которых оптические компоненты устанавливают на каретки с подшипниками качения. Применение подшипников качения вызвано тем, что при эксплуатации оптических модулей в условиях жестких внешних воздействий: температурных градиентов, механических ударов и вибраций подшипники скольжения быстро изнашиваются, что приводит к снижению качества оптического изображения и/или поломке всего модуля.

В таких конструкциях каретки перемещают внутри точно выполненной цилиндрической полости корпуса ПОС вдоль ее оси. Для исключения люфта в процессе движении каретки один из ее подшипниковых узлов поджимают пружиной к поверхности цилиндрической полости. Это приводит к появлению дополнительной степени свободы каретки в радиальном направлении. Люфты в подшипниках качения и наличие степени свободы каретки в радиальном направлении делают невозможным точную (в несколько микрон) подрезку на станке посадочных поверхностей каретки, установленной в цилиндрическую полость корпуса ПОС.

Цель настоящего изобретения состоит в создании способа центрировки панкратической системы, оптические компоненты которой перемещаются внутри цилиндрической направляющей поверхности на подшипниках качения, с использованием при этом традиционного высокоточного технологического оборудования.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что с помощью прецизионного станка, трубки Забелина и технологической сетки, закрепленной на каретке, определяют положение каретки, установленной в направляющий цилиндр корпуса ПОС. Затем извлекают каретку из корпуса ПОС, закрепляют ее в центрировочном патроне, который устанавливают в шпиндель прецизионного станка. Далее с помощью трубки Забелина, технологической сетки, закрепленной на каретке, и центрировочного патрона выставляют каретку в положение, точно соответствующее ее положению, которое занимала каретка внутри корпуса ПОС. Положение каретки контролируют по изображению технологической сетки и автоколлимационному изображению от ее поверхности перекрестия трубки Забелина. Затем включают станок и проводят подрезку посадочных поверхностей каретки.

Способ характеризуется следующими операциями:

- закрепляют в шпиндель станка корпус ПОС соосно с осью шпинделя;

- закрепляют на каретке оправу с технологической сеткой;

- вставляют каретку с технологической сеткой в закрепленный в шпинделе станка корпус ПОС;

- закрепляют трубку Забелина в задней бабке станка;

- находят автоколлимационное изображение перекрестия трубки Забелина от поверхности технологической сетки и вращением шпинделя станка по измерительной сетке трубки Забелина определяют диаметр биения этого изображения;

- находят изображение технологической сетки и вращением шпинделя станка с помощью измерительной сетки трубки Забелина измеряют диаметр биения изображения технологической сетки;

- извлекают каретку из корпуса ПОС и закрепляют ее в центрировочном патроне, который устанавливают в шпиндель станка;

- вращением шпинделя станка выставляют с помощью центрировочного патрона диаметр биения автоколлимационного изображения перекрестия трубки Забелина от поверхности технологической сетки, а также диаметр биения изображения технологической сетки, равные ранее измеренным диаметрам и центру биений этих изображений. Диаметры биений контролируют по измерительной сетке трубки Забелина;

- запускают станок и проводят подрезку посадочных поверхностей каретки.

Пример реализации способа центрировки панкратической оптической системы представлен на чертежах. На фиг. 1 схематично изображен комплект технологического оборудования и его состояние, необходимое для определения диаметров биения изображения технологической сетки и автоколлимационного изображения перекрестия трубки Забелина от ее поверхности. На фиг. 2-4 представлены возможные виды сеток: технологической (фиг. 2), перекрестия трубки Забелина (фиг. 3) и измерительной сетки трубки Забелина (фиг. 4). На фиг. 5 показаны положения отраженного от поверхности технологической сетки 3 автоколлимационного изображения перекрестия трубки Забелина, а на фиг. 6 - положения изображения технологической сетки на измерительной сетке трубки Забелина при различных углах поворота шпинделя станка. На фиг. 7 схематично изображено состояние технологического оборудования, необходимое для установки диаметра биения и положения отраженного от поверхности технологической сетки автоколлимационного изображения перекрестия трубки Забелина и изображения технологической сетки для окончательной обработки посадочных поверхностей каретки.

В качестве технологического оборудования используют высокоточный токарный станок, центрировочный патрон, трубку Забелина, технологическую сетку.

Реализацию способа центрирования ПОС проводят в два этапа. Первый этап начинают с установки технологического оборудования (фиг. 1). Закрепляют в задней бабке станка трубку Забелина 1, на каретку 2 устанавливают технологическую сетку 3 (пример выполнения технологической сетки 3 представлен на фиг. 2). Каретку 2 вставляют в корпус 4 ПОС, который закрепляют в шпинделе 5 станка. Каретка 2 имеет возможность перемещаться вдоль прецизионно выполненной цилиндрической поверхности 6 корпуса 4 на подшипниках качения 7. Затем через окуляр 8 трубки Забелина 1 находят отраженное от поверхности технологической сетки 3 автоколлимационное изображение перекрестия трубки Забелина (пример выполнения перекрестия трубки Забелина представлен на фиг. 3, а измерительной сетки этой трубки - на фиг. 4).

Далее, вращая вручную шпиндель 5 станка, наблюдают в окуляр 8 круговые перемещения отраженного от поверхности технологической сетки автоколлимационного изображения перекрестия трубки Забелина (фиг. 5). По измерительной сетке трубки Забелина определяют и запоминают диаметр Dтз кругового перемещения автоколлимационного изображения перекрестия трубки Забелина, выбирают и запоминают опорное положение автоколлимационного изображения, например самое верхнее положение автоколлимационного изображения. Затем, наблюдая в окуляр 8, находят изображение технологической сетки 3 и запоминают опорное положение его центра Отс, измеряют диаметр кругового перемещения изображения технологической сетки по измерительной сетке трубки Забелина (фиг. 6). После завершения этих операций каретку 2 извлекают из корпуса 4 ПОС. На этом первый этап реализации способа заканчивается.

Второй этап реализации способа начинают с установки каретки 2 в центрировочный патрон 9 (фиг. 7), который закрепляют в шпинделе 5 прецизионного станка. Центрировочный патрон 9 имеет узел двухкоординатного линейного перемещения 10 с винтами перемещения 11, 12 и узел двухкоординатного наклона 13 с винтами наклона 14, 15.

Вращая вручную шпиндель 5 станка, винтами 14 и 15 узла наклона 11 центрировочного патрона 9 по измерительной сетке трубки Забелина устанавливают при опорном положении автоколлимационного изображения от поверхности технологической сетки 3 диаметр кругового перемещения автоколлимационного изображения сетки трубки Забелина, равный ранее измеренному значению Dтз (фиг. 5).

Вращая вручную шпиндель 5 станка, винтами 11 и 12 (фиг. 7) узла линейного перемещения 10 центрировочного патрона 9 по измерительной сетке трубки Забелина устанавливают при опорном положении его центра Отс диаметр вращения изображения технологической сетки, равный ранее измеренному значению Dтс (фиг. 6).

Далее включают станок и обрабатывают цилиндрическую посадочную поверхность 16 и торцевую посадочную поверхность 17 каретки 2 (фиг. 7) под оптические элементы ПОС.

Аналогичным способом центрируются остальные подвижные оптические компоненты, входящие в ПОС.

Способ центрирования панкратической оптической системы (ПОС) методом проточки посадочного диаметра и подрезки посадочной плоскости перемещаемой на подшипниках качения каретки для оптических элементов, отличающийся тем, что с помощью технологической сетки, закрепленной на каретке, и трубки Забелина точно определяют положение каретки внутри направляющей поверхности корпуса ПОС относительно оси вращения шпинделя станка, а затем извлекают каретку из корпуса ПОС, устанавливают ее в центрировочный патрон, который закрепляют в шпинделе станка, и с помощью центрировочного патрона, технологической сетки и трубки Забелина выставляют каретку точно в такое положение, которое она занимала, находясь внутри корпуса ПОС.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическим устройствам, имитирующим вещество, обладающее круговым дихроизмом (КД), с возможностью регулирования величины задаваемого эффекта в широком диапазоне значений на выбранной длине волны, служащее для калибровки дихрографов кругового дихроизма.

Способ основан на формировании действительного изображения калиброванных источников излучения с помощью мир. Миру каждого из каналов комбинированной оптико-электронной системы (КОЭС) выполняют в виде последовательности штрихов, создающих высокую пространственную частоту (ВПЧ) в направлении строки МФПУ и вытянутых в направлении кадровой развертки.

Изобретение относится к области проверки офтальмологических линз с использованием излучения различной длины волны. Согласно способу офтальмологические линзы, находящиеся в контейнере с упаковочным раствором, при проходе по производственной линии последовательно облучают излучением с различной длиной волны.
Изобретение относится к способу калибровки элементов внутреннего ориентирования съемочной аппаратуры космического базирования, которая включает в себя мультиспектральный и монохроматический каналы.

Устройство для базирования линз в цилиндрических оправах предназначено для вращения оправ и измерения децентрировок оптических поверхностей линз. Устройство содержит втулку, в которой проточена базовая плоскость в виде кольца для базирования торца цилиндрической оправы линзы.

Изобретение относится к области фотометрии и касается способа учета влияния нестабильности лазера при воспроизведении и передаче единицы мощности. При проведении измерений используют два измерительных преобразователя, постоянные времени которых отличаются не менее чем на два порядка.

Изобретение может быть использовано в оптических системах наблюдения, фоторегистрации, а также в голографических системах. Способ включает использование корректирующего голограммного оптического элемента, выполненного в виде цифровой голограммы.

Комплекс предназначен для контроля и измерения параметров тепловизионных приборов. Комплекс содержит объектив, сменную миру, расположенную в фокальной плоскости объектива, фоновый излучатель, расположенный за мирой и снабженный исполнительным элементом, устройство управления, выход которого подключен к исполнительному элементу фонового излучателя, процессор температурный, выход которого подключен к входу устройства управления, устройство измерения температуры миры, выход которого подключен к первому входу процессора температурного.

Устройство может быть использовано для контроля лазерного дальномера с концентричным расположением передающего и приемного каналов. Устройство содержит входную собирающую и выходную коллимирующую оптические системы, связанные между собой волоконно-оптической линией задержки, выполненной в виде световода.

Изобретение касается идентификации оптических волокон. Сущность заявленного решения заключается в том, что в каждое волокно оптической линии вводят оптический зондирующий сигнал.

Изобретение относится к устройствам для измерения углового положения. Заявленный видеоавтоколлимационный угломер для измерения взаимного углового положения автоколлимационных зеркал содержит видеодатчик, расположенный перед объективом и выполненный по схеме видеоавтоколлиматора.

Видеоустройство для передачи заданного направления с одного горизонта на другой содержит установленные на одном горизонте узел с объективом и фотоприемником и узел с призмой типа БР-180, установленный на другом горизонте.

Способ измерения перемещений заключается в формировании на поверхности квадрантного фотоприемника двух световых потоков, преобразовании оптических сигналов в электрические и определении координат оптических сигналов по электрическим.
Устройство состоит из измерительной рамки с цифровыми, угловыми и линейными значениями, лазерного прибора, который проецирует на нее крестообразный лазерный луч, держателей, которые удерживают лазерный прибор и измерительную рамку на соответствующем колесе, поворотных подставок для свободного поворота и скольжения регулируемых колес и блокиратора руля, который удерживает руль в неподвижном положении.

Изобретение относится к области измерительной техник и может быть использовано в углоизмерительных устройствах. Датчик угла поворота содержит осветитель с маской, измерительный блок, включающий многоплощадочное фотоприемное устройство (МФПУ), оптически сопряженное с маской, и светоделитель, расположенный между объективом и МФПУ.

Изобретение относится к оптическому стенду измерения горизонтального угла. Система содержит автоколлиматор, оптически связанный с базовым отражателем, и контролируемые элементы с зеркальными поверхностями, которые оптически связаны с пентагональными отражателями.

Изобретение относится к устройству для контроля погрешности преобразования угла поворота вала в код. Устройство содержит образцовый преобразователь поворота вала в код, блок сопряжения контролируемого и образцового преобразователей, состоящий из узла жесткого соединения валов образцового и контролируемого преобразователей, узла для ограничения поворота корпуса контролируемого или образцового преобразователей с установленным на нем автоколлимационным зеркалом, угловое положение которого измеряется цифровым автоколлиматором.

Предложен способ определения углов установки колес транспортного средства, которое содержит, по меньшей мере, одну колесную ось (12, 13, 14), имеющую конец оси с, по меньшей мере, одним колесным элементом (2а-b, 3а-b, 4а-b) на соответствующей продольной стороне транспортного средства.

Настоящая группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля железнодорожного пути, в частности для определения отклонения железнодорожного пути от проектного положения.

Изобретение относится к способу и устройству для сохранения геодезического направления относительно истинного меридиана. Решение основано на том, что две оптические системы, содержащие отражающие поверхности, размещены на независимых плоскостях, имеющих общую вертикальную ось вращения, и связанных оптическим лучом в единое целое.

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси вращения зрительной трубы исследуемого прибора марки. Причем отражающее зеркало ориентируют таким образом, чтобы оно отклоняло визирную ось в направлении, приблизительно параллельном горизонтальной оси исследуемого прибора, и при вращении зрительной трубы вокруг ее оси изображение марки не выходило из поля зрения. Далее наводят на марку и измеряют ее положения относительно перекрестья сетки зрительной трубы при различных зенитных расстояниях зрительной трубы в приеме при "круге лево" и "круге право". На основании полученных данных производят расчет погрешности. Технический результат изобретения - уменьшение трудоемкости, повышение достоверности и точности определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы. 9 ил.
Наверх