[发明专利]一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法

权利要求书

1.一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、将零位补偿器(1)轴向竖直放置，在零位补偿器(1)的外壁粘贴5个靶球(4)；零位补偿器(1)绕轴线旋转；通过激光跟踪仪(6)拟合零位补偿器(1)的中心基准轴线(11)；

步骤二、搭建非球面竖直检测系统；将待测反射镜(3)水平放置在调整台(5)的上表面；将折镜(2)放置在待测反射镜(3)的上方；将零位补偿器(1)水平放置，且零位补偿器(1)对准折镜(2)；

步骤三、在待测反射镜(3)的顶部侧壁处粘贴6-8个靶球(4)；通过激光跟踪仪(6)拟合待测反射镜(3)的环口基准面(31)；

步骤四、在待测反射镜(3)的侧壁粘贴8-10个靶球(4)；通过激光跟踪仪(6)拟合待测反射镜(3)的机械轴线(32)；

步骤五、确定投影轴线O′M；所述投影轴线O′M的确定方法为：

中心基准轴线(11)与零位补偿器(1)镜头的交点记为O点；中心基准轴线(11)与折镜(2)镜面的交点记为M点；经过O点做折镜(2)的法线；法线与折镜(2)的交点记为N点；延长ON线，以N点为中心，在ON线上取O点的对称点O′点；连接O′点和M点，即为投影轴线O′M；

步骤六、通过调整台(5)调整待测反射镜(3)，实现机械轴线(32)与投影轴线O′M重合，完成调整。

2.根据权利要求1所述的一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：所述步骤一中，其中2个靶球(4)分别粘贴在零位补偿器(1)的轴向两端；其中1个靶球(4)粘贴在零位补偿器(1)的轴向中部侧壁上；另外2个靶球(4)粘贴在零位补偿器(1)的轴向两端的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：所述步骤一中，通过激光跟踪仪(6)拟合零位补偿器(1)的中心基准轴线的具体方法为：

将激光跟踪仪(6)轴向水平放置在零位补偿器(1)的一侧；转动粘贴靶球(4)的零位补偿器(1)；激光跟踪仪(6)扫描获得5个靶球(4)的水平圆周运动轨迹；获得5个圆周运动轨迹的中心点；对5个中心点进行直线拟合，获得零位补偿器(1)的中心基准轴。

4.根据权利要求3所述的一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：所述步骤二中，折镜(2)与零位补偿器(1)中心基准轴线的夹角为45°；实现检测激光从零位补偿器(1)射出后经折镜(2)折射后到达待测反射镜(3)。

5.根据权利要求4所述的一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：所述步骤三中，6-8个靶球(4)沿待测反射镜(3)的顶部侧壁周向均匀分布；激光跟踪仪(6)拟合待测反射镜(3)环口基准面(31)的方法为：通过激光跟踪仪(6)测量6-8个靶球(4)的相对位置信息，对6-8个靶球(4)的位置进行圆周拟合，得到环口基准面(31)。

6.根据权利要求5所述的一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：所述步骤四中，8-10个靶球(4)沿待测反射镜(3)的轴向高度均不同；激光跟踪仪(6)拟合待测反射镜(3)的机械轴线(32)的方法为：

转动粘贴靶球(4)的待测反射镜(3)；激光跟踪仪(6)扫描获得6-8个靶球(4)的水平圆周运动轨迹；获得6-8个圆周运动轨迹的中心点；对6-8个中心点进行直线拟合，获得待测反射镜(3)的机械轴线(32)。

7.根据权利要求6所述的一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：所述靶球(4)的直径为0.5英寸。

8.根据权利要求7所述的一种高精度大口径非球面竖直面形检测自动调整方法，其特征在于：所述调整台(5)实现六自由度调整；平移运动时，精度优于1μm；旋转时，角度误差为1″。