[发明专利]一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法

摘要

本发明属于光学器件制造及超精密加工技术领域，涉及一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法。该制造方法对各个工作面的加工实施了严格的坐标控制，保证了其定位精度，实现了控形控位一体化制造的功能，极大的提高了全自由曲面离轴三反系统的成型效率及精度。本发明主要包括以下步骤：1)加工自由曲面镜子；2)支撑结构的加工，支撑结构的加工以机床坐标系为基准，分别对各工作面进行超精加工；3)将自由曲面镜子分别安装到相对应的支撑工作面上，利用光学胶固定，即可完成全自由曲面离轴三反系统的制造。

主权项

1.一种全自由曲面离轴三反系统的制造方法，全自由曲面离轴三反系统包括支撑结构(1)和自由曲面镜子，自由曲面镜子安装在支撑结构(1)上，自由曲面镜子包括主镜(601)、次镜(602)和三镜(603)；其特征在于，包括以下步骤：1)加工自由曲面镜子；2)支撑结构(1)的加工，支撑结构(1)的加工以机床坐标系为基准，分别对各工作面进行超精加工，具体包含以下步骤：2.1)选定主镜支撑面(7)为第一个加工面，首先利用机床主轴(2)将主镜支撑面(7)旋转到与X轴垂直的位置，根据设计要求，确定主镜支撑面(7)到机床坐标中心的距离，该机床坐标中心的X＝0，利用机床坐标控制，将主镜支撑面(7)在X轴方向加工到指定的坐标位置；2.2)在X方向加工的同时，根据设计要求，确定主镜支撑面(7)在Y轴方向需要加工到的坐标，利用机床坐标控制，将主镜支撑面(7)在Y轴方向加工到指定的坐标位置，此时，会在主镜支撑面(7)Y轴方向的上端留下一个平台，即Y轴所留平台(8)；2.3)在主镜支撑面(7)沿着Z轴方向的末端安装第一辅助长方块并对第一辅助长方块进行超精加工，加工结束时记录Z轴方向的坐标；2.4)主镜支撑面(7)加工完成后，以主镜支撑面(7)为起始位置将支撑结构(1)次镜支撑面旋转到与X轴垂直的位置，利用步骤2.1)和2.2)完成次镜支撑面的加工；在次镜支撑面沿着Z轴方向的末端安装第二辅助长方块，根据主镜(601)、次镜(602)直径的差值，结合步骤2.3)所述坐标，计算得到次镜支撑面上第二辅助长方块所需加工到的坐标位置，利用机床坐标控制，将第二辅助长方块在Z轴方向加工到指定的坐标位置；2.5)次镜支撑面加工完成后，以次镜支撑面为起始位置将支撑结构(1)三镜支撑面旋转到与X轴垂直的位置，利用步骤2.1)和2.2)完成三镜支撑面的加工；利用步骤2.3)和2.4)完成第三辅助长方块的加工；3)将自由曲面镜子分别安装到相对应的支撑工作面上，利用光学胶固定，即可完成全自由曲面离轴三反系统的制造。