[发明专利]用于大口径光学镜体的衬套支撑体换装的工作台及方法

说明书

本发明公开了一种用于大口径光学镜体的衬套支撑体换装的工作台及方法。该装置包括镜体升降调节机构、托梁支撑调节机构、衬板位姿调整机构、工作台框架，所述托梁支撑调节机构包括安装于工作台框架上的托梁调节机构，所述托梁调节机构上可安放托梁，所述托梁的上表面沿周向布置至少3个支顶装置，所述衬板位姿调整机构包括衬板支撑，所述衬板支撑上可安放衬板，所述工作台框架将镜体升降调节机构、托梁支撑调节机构、衬板位姿调整机构组合成一个整体。本发明可安全可靠地分离镜体与衬板，并调整至期望的相对位姿；提高了大口径光学镜体与衬板转换工装的效率及安全性。

技术领域

本发明属于光学加工技术领域，具体涉及到一种用于大口径光学镜体的衬套支撑体换装工作台及其换装方法，本发明装置具备转换大口径光学镜体与配套衬板工装的能力，同时灵活的调整能力和较高的调整精度。

背景技术

随着空间观测技术的发展，大口径、高轻量化率的镜体应用越来越多，以提高观测分辨率、增大探测距离和减轻发射载荷重量。该类镜体加工和装配中涉及到镜体与工装之间的装配和调整等问题，镜体的大尺寸与易损性对换装工作提出了更高的要求。现实际生产加工中有一具体需求，要将放置于衬板上的镜体提升，并转动一定角度(一般为60度)后，再将镜体放置到衬板上，达到转换工装的目的。首先需要换装设备可以安全高效地分离镜体和衬板，并分别对镜体和衬板进行一定的位姿变换。另一方面，换装需要保持镜体与衬板之间较高的相对精度，从而需要设备具有以下能力：一是可以精密调整衬板相对于镜体的沿着X轴和Y轴的位置，以及绕Z轴(光轴)向的角度精度；二是可以调整镜体绕X轴和Y轴旋转的RX、RY姿态；通过运动分解的方式，达到镜体与衬套的精密位姿控制。

现没有一种专门的装置可以用来转换大口径光学镜体与配套衬板的工装，无法满足换装需求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是设计一种专用的换装工作台及其换装方法，用来满足大口径光学镜体与配套衬板转换工装的需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

用于大口径光学镜体的衬套支撑体换装的工作台，包括镜体升降调节机构、托梁支撑调节机构、衬板位姿调整机构、工作台框架，所述托梁支撑调节机构包括安装于工作台框架上的托梁调节机构，所述托梁调节机构上可安放托梁，所述托梁的上表面沿周向布置至少3个支顶装置，所述衬板位姿调整机构包括衬板支撑，所述衬板支撑上可安放衬板，所述工作台框架将镜体升降调节机构、托梁支撑调节机构、衬板位姿调整机构组合成一个整体；其中：

所述镜体升降调节机构与所述托梁调节机构的结构相同，均安装于工作台框架上，分别沿周向布置至少3套，所述镜体升降调节机构或托梁调节机构包括支顶杆、升降驱动机构、导向机构，所述支顶杆的顶部通过球头支结连接有支撑垫，所述支顶杆的杆身连接有升降驱动机构和导向机构；镜体的背部设置有连接位，所述镜体升降调节机构的支顶杆可与其中一部分连接位配合驱动镜体运动，所述托梁的支顶装置可与另一部分连接位配合由托梁调节机构驱动托梁运动；

所述衬板位姿调整机构包括位姿调整装置和衬板支撑，所述位姿调整装置包括X轴平动装置和Y轴平动装置，所述衬板支撑通过圆柱滚子轴承与定心轴安装于位姿调整装置上，可绕Z轴转动，所述衬板支撑的一部分设置于工作台框架上，接触面之间安装有多个万向球钢珠滚轮。

进一步的，所述升降驱动机构包括支撑调节丝杠、蜗轮蜗杆机构，所述导向机构包括导轨、滑块，所述支撑调节丝杠由蜗轮蜗杆机构驱动，支撑调节丝杠的一端通过轴承与蜗轮连接，另一端安装于导向机构的滑块上。

进一步的，所述X轴平动装置和Y轴平动装置采用导轨丝杠机构，通过电机驱动，丝杆与电机间通过蜗轮蜗杆连接。

进一步的，所述托梁为三角形结构，由3根托梁杆构成，每根所述托梁杆上设置有一个支顶装置，共3个支顶装置，呈对称分布。