[发明专利]一种双光轴系统的光轴平行性调校装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于双光轴光学领域，更具体地，涉及一种双光轴系统的光轴平行性调校装置及方法。

背景技术

光轴的平行度是具有双光轴光学系统的精密激光加工设备的一个重要参数。在具备视频监测系统和激光测距模块的激光加工系统中，视频监测系统的视轴、测距模块的光轴与激光发射光轴的平行度是保证主激光束沿着跟踪测量轴精确作用到加工目标上的关键，是设计、加工、装调以及使用中必须优先保证的。在设备出厂前，要在装调车间对其进行精密装调和检测，使光轴平行度误差控制在加工精度允许的范围内。但当设备出厂后，移动和长期使用等都会造成光机零件位置的相对移动，使光轴平行度偏离正常的技术指标，所以实现出厂后以及外场工作前的快速检测是非常必要的。

目前业界常用的光轴平行度调校方法主要是大口径平行光管法，这种方法误差环节少、调校精度高，被广泛地用于大型光电设备的光轴平行度检测，但大口径平行光管成本高、不易制作且笨重，不可能运到外场，只能局限于室内使用。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种双光轴系统的光轴平行性调校装置，其目的在于针对大口径平行光管在外场使用的局限性，为精密激光加工系统的光路调校提供一种简易、低成本的辅助装调装置。

本发明提供了一种双光轴系统的光轴平行性调校装置，包括支撑结构、第一反射镜和第二反射镜；所述支撑结构包括支撑臂、底板、转轴、支撑杆和底座；所述第一反射镜与所述第二反射镜均紧密贴合在所述支撑臂上，所述第一反射镜与所述第二反射镜相互垂直设置，且均与所述底板垂直；所述支撑杆的一端连接转轴，另一端连接底座。

更进一步地，还包括安装在第一光学系统中的指示光源和安装在第二光学系统中的带有十字叉的光屏。

更进一步地，工作时，调整所述光轴平行性调校装置的高度使得所述指示光源的光照射到所述光轴平行性调校装置中的第一反射镜或第二反射镜的中央位置；调节第一光学系统的光轴方向使得反射光线与入射光线重合；将所述光轴平行性调校装置沿着转轴向第二反射镜或第一反射镜的方向旋转一定角度，使得指示光源的光在两个相互垂直的反射面上依次发生反射，两次反射过程中的反射光线与入射光线均在同一平面内，第二次反射的光线与初始入射光线平行；调节第二光学系统的光轴方向，使得反射光线照射到光屏的十字叉的中心；所述第二光学系统与反射光线同轴，且与入射光线平行；由于入射光线与第一个光学系统同轴，所以第一光学系统的光轴与所述第二光学系统的光轴相互平行。

更进一步地，所述第一反射镜和第二反射镜为尺寸相等的矩形结构。

更进一步地，所述支撑臂为金属支撑臂，金属支撑臂通过螺钉与底板连接，支撑臂的左右两支以及底板两两垂直。

更进一步地，所述转轴安装在所述底板的中央位置，且与所述底板垂直，并通过螺纹与支撑杆的一端连接。

更进一步地，所述支撑杆的另一端固定在所述底座上，所述底座上有四个M5螺纹孔，用于与光学桌固定连接。

本发明还提供了一种基于上述的光轴平行性调校装置的调教方法，包括下述步骤：

(1)在第一光学系统中安装指示光源，并通过调整使得所述第一光学系统的光轴与所述指示光源的光轴同轴；在第二光学系统中安装带有十字叉的光屏，并通过调整使得所述光屏垂直于所述第二光学系统的光轴，且十字叉的中心在所述第二光学系统的光轴上；

(2)通过调整所述光轴平行性调校装置的高度使得所述指示光源的光照射到所述光轴平行性调校装置中的第一反射镜或第二反射镜的中央位置；

(3)通过调节第一光学系统的光轴方向使得反射光线与入射光线重合；

(4)将所述光轴平行性调校装置沿着转轴向第二反射镜或第一反射镜的方向旋转一定角度，使得指示光源的光在两个相互垂直的反射面上依次发生反射，两次反射过程中的反射光线与入射光线均在同一平面内，第二次反射的光线与初始入射光线平行；

(5)通过调节第二光学系统的光轴方向，使得反射光线照射到光屏的十字叉的中心；所述第二光学系统与反射光线同轴，且与入射光线平行；由于入射光线与第一个光学系统同轴，所以第一光学系统的光轴与所述第二光学系统的光轴相互平行。

更进一步地，所述第一光学系统的光轴与所述第二光学系统的光轴之间的间距小于等于所述光轴平行性调校装置的口径。

更进一步地，所述光轴平行性调校装置的口径为第一反射镜的镜片长度的倍。