[实用新型]一种金属多面扫描棱镜的在线检测装置

说明书

本新型公开了一种金属多面扫描棱镜的在线检测装置，通过自准直定位光路与标准块精确控制转轴的转角，同机床对待加工金属多面扫描棱镜镜胚的车削加工金属多面扫描棱镜上精确的复制了标准块各个侧面的角度精度，以加工好的金属多面扫描棱镜第一扫描面为基准装调自准直检测光路，转动转轴，自准直定位光路与标准块上第n个侧面实现自准直时，自准直检测光路也与金属多面扫描棱镜第n个扫描面自准直；本技术方案了实现金属多面扫描棱镜的在线检测，并直接将在线检测结果反馈给机床，只需一次装夹完成所有扫面面的加工，解决了现有技术中多次装夹的引入的定位误差影响角各个扫描面角度精度的问题，大幅提高加工效率、加工精度及加工一致性。

技术领域

本实用新型属于光学加工技术领域，具体涉及一种多面扫描棱镜的加工的在线检测装置。

背景技术

多面扫描棱镜具有多个反射面，是扫描仪、复印机、扫码器等激光设备中的核心光学器件。使用时通常安装在电动机的旋转轴上，通过多面扫描棱镜的高速旋转，可实现大范围、超高速、高精度与高重复性的激光光束扫描，其角度精度、表面质量等因素将直接影响扫描精度和效果，因此对其各个反射面的角度加工精度要求非常高。

前国内多面扫描棱镜的加工主要依靠带有转轴的数控车床实现，一次可加工数量有限，各面之间的角度精度依靠数控转轴的精度进行保障。数控车床上加工的多面扫描棱镜时，为了保证各个扫描面之间的角度精度，需要一次装夹完成所有侧面加工。检测各个扫描面角度时，如果采用线下检测，如果某个扫描面角度超差，就需要重新装夹，对扫描棱镜再次加工，重新装夹时必然引入新的定位误差，是加工效率低下、检测效率也低；此外批量加工时产品一致性差，严重影响到组装设备的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的多面扫描棱镜的各面之间的角度精度难以控制的问题。

一种金属多面扫描棱镜的在线检测装置，包括电控转台支架、安装在电控转台支架上的电控转台、电控转台的转轴、设置于所述转轴上的用于装夹待加工金属多面扫描棱镜镜胚的夹持部，其特征在于：还包括精度优于金属多面扫描棱镜的设计参数的多面棱镜标准块、自准直定位光路，自准直检测光路；所述的多面棱镜标准块固定在电控转台的转轴上，多面棱镜标准块上各个侧面的法线方向与电控转台的转轴垂直；所述的自准直定位光路设置在电控转台支架上，且自准直定位光路发出的入射光与多面棱镜标准块的的横截面法线方向垂直；所述的自准直检测光路设置在电控转台支架上，且自准直检测光路发出的入射光与电控转台的转轴轴线垂直。

使用上述夹具进行金属多面扫描棱镜加工时，将电控转台支架装夹在机床的工作转台上，将待加工的金属多面扫描棱镜镜胚也装夹在所述的夹持部，通过所述的加持部使金属多面扫描棱镜镜胚横截面法线方向与电控转台的转轴平行；转动所述电控转台，将所述多面棱镜标准块的任意一个侧面对准自准直定位光路，用锁止机构固定所述电控转台的转轴；在所述金属多面扫描棱镜镜胚上车削出一个扫描面；多面棱镜标准块的第一个侧面对准所述自准直定位光路时，以金属多面扫描棱镜的第一扫描面为基准，调整自准直检测光路使被第一扫描面反射的反射光和入射光重合；转动所述电控转台，依次将多面棱镜标准块的第n个侧面对准所述自准直定位光路，在金属多面扫描棱镜镜胚上车削出第n个扫描面；多面棱镜标准块的第n个侧面对准所述自准直定位光路时，若所述自准直检测光路的入射光与被金属多面扫描棱镜第n个扫面反射的反射光不重合，将第n个扫描面的反射光和入射光角度误差反馈至机床进行误差补偿加工，并再次对第n个扫描面车削；若自准直检测光路的入射光与被第n个扫面反射的反射光重合，第一扫描面和第n扫描面的角度符合要求；其中n从2依次增加到N。

该加工方法的机床可使用两轴或者以上单点金刚石车床的飞刀车削技术完成。为了减小切削量，可先将金属多面扫描棱镜镜胚制作成角度误差小于2度的金属多面体，然后用金刚石飞刀车削技术按照上述技术方案直接车削成光学面。

上述技术方案还可在一个较长的金属多面扫描棱镜镜胚上车削，带所有侧面都加工好后，通过切割工艺直接获得多个金属多面扫描棱镜。