[发明专利]一种实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于光机装配加工领域，具体是实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法及系统。

背景技术

道威棱镜是一种像旋转器，其主要有两个用途：当棱镜旋转时，经过棱镜后像的旋转角为棱镜旋转角的两倍；另一种用途，与180°直角棱镜一样，作为180°全反射棱镜使用。一般而言，道威棱镜是利用临界角原理实现内部全反射，所以其视场角有限。同时，保持其使用平行光很重要。

当道威棱镜应用于旋转式光机系统中时，都存在如何实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的问题，如基于道威棱镜以角速度ω旋转时其经由道威棱镜所成的像角速度为2ω的特性而设计的多通道光纤旋转连接器，道威棱镜的旋转轴偏转会带来出射光线与理想光线之间的偏差，从而对光纤准直器之间的耦合带来角度上的偏差，因此棱镜旋转轴的偏向是引起旋转连接器的耦合损耗的一个主要原因。常用的道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行实现方式为采用高精度的机械加工并在机械结构上设置顶丝、弹簧等调整环节，使得道威棱镜旋转轴(通常为道威棱镜镜筒外圆中心轴)与反射面轴线夹角位置可调，但是这种方法的调整精度较低、调整过程反复而且易使道威棱镜发生变形。

发明内容

为了解决现有技术中实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法调整精度低、过程复杂而且容易使道威棱镜发生变形的问题，本发明提供了一种有效实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法及系统。

本发明的技术方案是：一种实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下实现步骤：

1)将道威棱镜组件安装在车床上；

2)调整安装好的道威棱镜组件使其道威棱镜的反射面轴线与车床的主轴平行；

3)车削道威棱镜组件的外圆，使其中心轴与车床的主轴重合。

上述步骤2)具体包括：

2.1)调整平行光的发射源与接收源使其光轴同轴且与车床主轴平行；

2.2)调整道威棱镜组件的倾斜角度与位移，使其光轴与平行光发射源及接收源的光轴平行。

上述步骤2.2)中的位移小于3mm。

上述步骤2.2)中的倾斜角度是小于5°。

上述道威棱镜组件的外圆存留20～30丝的加工余量。

上述步骤3)具体包括：

3.1)将车床的车削工具与其主轴垂直设置；

3.2)启动车削工具车削道威棱镜组件的外圆至其中心轴与车床的主轴重合，使得道威棱镜的反射面轴线与旋转轴平行。

本发明还涉及一种实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的系统，其特殊之处在于：包括车床、道威棱镜组件、发射源定心仪、接收源定心仪；所述道威棱镜组件设置于车床上；所述发射源定心仪与道威棱镜组件以及接收源定心仪依次设置于同一光路上；所述道威棱镜组件包括道威棱镜以及用于固定道威棱镜的外圆。

上述车床包括主轴、多维调节台和车削工具；所述道威棱镜组件设置于车床的多维调节台上；所述多维调节台设置于主轴上可用于调节道威棱镜组件的角度与位移；所述车削工具与所述主轴垂直设置。

上述道威棱镜的反射面轴线与所述主轴平行。

上述外圆的中心轴与主轴重合。

上述发射源定心仪和接收源定心仪的焦距为无穷远。

本发明所涉及的一种实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法及系统，通过调节道威棱镜组件位置使得道威棱镜光轴与车床旋转轴平行，采用与车床旋转轴垂直的车削工具加工道威棱镜组件外圆，使得道威棱镜组件外圆中心轴与车床旋转轴同轴，由道威棱镜光轴、车床旋转轴以及道威棱镜组件外圆中心轴的等价关系，从而保证了道威棱镜光轴与道威棱镜组件外圆中心轴的平行性，不仅可以有效提高装配精度，精度可达0.01mm还可以大大缩短装配周期；而且本发明的系统结构简单，可操作性强。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图中：1-车床，2-道威棱镜组件，3-发射源定心仪，4-接收源定心仪，5-道威棱镜，6-外圆，7-主轴，8-多维调节台，9-车削工具。

具体实施方式

本发明涉及的一种实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法，该方法包括以下实现步骤：

步骤1：将道威棱镜组件安装在车床上，由车床主轴带动道威棱镜组件进行高速精密旋转；

步骤2：调整安装好的道威棱镜组件使其道威棱镜的反射面轴线与车床的主轴平行；具体包括：

步骤2.1：调整平行光的发射源与接收源使其光轴同轴与车床主轴平行；