CN106772919A - 大口径反射镜支撑垫的粘结方法 - Google Patents

大口径反射镜支撑垫的粘结方法 Download PDF

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王富国
乔兵
刘祥意
韩西达
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/183—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors specially adapted for very large mirrors, e.g. for astronomy, or solar concentrators

Abstract

大口径反射镜支撑垫的粘结方法，涉及大口径反射镜领域，解决了现有粘结方式存在的无法一次性将反射镜的位置放置正确、反射镜位置不可调整以及胶层厚度不可控的问题。本发明通过激光跟踪仪确定支撑垫的位置，通过在支撑垫和反射镜之间插入鱼线确定胶层的厚度，用胶枪把胶混合后，均匀涂抹在支撑垫上，然后通过定位工装调整支撑垫的位置，直至满足要求，静置一周，待胶固化后拆除定位工装，完成支撑垫粘结。本发明中支撑垫的位置精度可调可控，胶层厚度可控，粘结牢固，位置精度和粘结强度均满足使用要求，可适用于任意大口径反射镜背部和侧面的支撑垫粘结固定。

Description

大口径反射镜支撑垫的粘结方法
技术领域
本发明涉及大口径反射镜技术领域，具体涉及一种大口径反射镜支撑垫的粘结方法。
背景技术
当反射镜口径较小时，一般采用周边支撑或者中心支撑，即可满足镜面面形要求。但是当反射镜口径增大时，反射镜重量可达几百公斤甚至一吨以上，这时就需要背部和侧面多点支撑，一般是在反射镜上的支撑点处粘结支撑垫，然后通过支撑垫将反射镜和复杂的支撑结构连接在一起。支撑垫的粘结不但要保证正确的粘结位置和足够的粘结强度，还要保证不会产生额外的粘结应力，粘结过程中粘结表面的粗糙度和洁净程度、胶层厚度、胶的选择等因素都会影响粘结效果。
当反射镜口径较小、重量只有几十公斤时，一般是先将支撑垫连接在支撑结构上，然后将胶均匀涂抹在支撑垫上，再将反射镜直接放置在支撑垫上，虽然这种粘结方式操作比较简单，但是必须保证一次性将反射镜的位置放置正确，不能调整，否则会将胶涂在支撑垫的外围，况且当反射镜口径增大时，很难保证一次性放置准确，而且这种粘结方式是靠反射镜自身的重量直接作用在胶层上，当反射镜的重量较大时，胶层较薄，当反射镜的重量较小时，胶层较厚，其胶层厚度是不可控的。因此迫切需要研制出一种新的粘结工艺以克服上述技术问题。
发明内容
为了解决现有粘结方式存在的无法一次性将反射镜的位置放置正确、反射镜位置不可调整以及胶层厚度不可控的问题，本发明提供一种大口径反射镜支撑垫的粘结方法。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，包括以下步骤：
步骤一、通过激光跟踪仪粗定位反射镜上各个支撑点的位置；
步骤二、采用热熔胶将定位工装固定在反射镜上的支撑点处，同时在反射镜上的支撑点处用透明胶带粘结出两条平行的鱼线；
所述定位工装包括：调整座、固定在调整座上的磁铁、分别旋进调整座两端的两个调整螺钉；
步骤三、打磨
采用砂纸打磨支撑垫，先沿一个方向打磨，旋转支撑垫后再沿同一个方向继续打磨；
步骤四、清洗
将打磨好的支撑垫依次用二氯甲烷、丙酮和乙醇清洗后滴加去离子水，直至去离子水均匀收缩，将清洗好的支撑垫用吸水纸吸干，采用保鲜膜包好，待用；
步骤五、制胶
制胶过程中必须保证混合后的胶中不含气泡；
步骤六、涂胶
将混合好的胶均匀涂在支撑垫上，如有气泡，利用针头刺破；
步骤七、粘结
将反射镜倒置，使反射镜反射面朝下、背部朝上，将涂抹好胶的支撑垫粘结在反射镜上相应的支撑点处，通过调整两个调整螺钉来微调支撑垫的位置，利用磁铁的磁力保证支撑垫左右两侧始终分别接触两个调整螺钉，通过激光跟踪仪再次确定支撑垫的最终位置，在支撑垫上放置压块固定压紧，以保证胶层厚度满足设计要求；
步骤八、固化
室温下静置一周，待胶完全固化后，采用热吹风机拆除定位工装，切断多余的鱼线，完成支撑垫的粘结固定。
进一步的，步骤一中，利用激光跟踪仪相对于反射镜建立坐标系，将激光跟踪仪的靶球放置在支撑垫上的锥形定位孔处，由激光跟踪仪读取靶球的位置来确定支撑垫的位置，粗定位各个支撑点的坐标位置。
进一步的，步骤二中，所述定位工装具有两维平移调整和复位功能。
进一步的，步骤二中，所述鱼线直径为0.25mm，以保证胶层厚度为0.25mm。
进一步的，步骤三中，所述砂纸为240砂纸。
进一步的，步骤五中，制胶的具体过程为：将胶、混胶管和胶枪安装好，挤出刚开始部分的胶，以去除空气，然后将针管、静点用胶皮管和混胶管连接好，通过胶枪将胶注入针管，然后拔出针管，挤出多余空气，重新连接到混胶管上，将要粘结的胶注入针管，待用。
进一步的，步骤五中，采用的胶为3M DP-2216。
进一步的，步骤七中，所述压块的重量取决于支撑垫的重量以及胶层厚度。
本发明的有益效果是：本发明通过结合粘结工艺方法、胶层控制手段、支撑垫位置微调定位工装等辅助方法，公开了一种用于大口径反射镜背部和侧面支撑垫的粘结工艺。通过激光跟踪仪确定支撑垫的位置，通过在支撑垫和反射镜之间插入鱼线确定胶层的厚度，用胶枪把胶混合后，均匀涂抹在支撑垫上，然后通过定位工装调整支撑垫的位置，直至满足要求，静置一周，待胶固化后拆除定位工装，完成支撑垫粘结。
本发明中，支撑垫的位置精度可调可控，胶层厚度可控，粘结牢固，位置精度和粘结强度均满足使用要求，可适用于任意大口径反射镜背部和侧面的支撑垫粘结固定。
附图说明
图1为本发明的大口径反射镜支撑垫的粘结方法的原理示意图。
图中：1、调整螺钉一，2、反射镜，3、支撑垫，4、磁铁，5、调整螺钉二，6、调整座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明中，需要的工具和材料主要包括激光跟踪仪，鱼线，透明胶带，热熔胶，热熔胶胶枪，热吹风机，记号笔，3M DP-2216，胶枪，混胶管，针管，静点用胶皮管一段，240砂纸，橡胶手套，剪刀，二氯甲烷，丙酮，乙醇，去离子水，滴管，吸水纸，保鲜膜等。
如图1所示，本发明的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其具体过程如下：
步骤一、粗定位
通过激光跟踪仪初步确定每个支撑垫3在反射镜2上的位置：将激光跟踪仪放在适当的位置，相对于反射镜2建立坐标系，将激光跟踪仪的靶球放置在支撑垫3上事先设计好的锥形定位孔处，由激光跟踪仪读取靶球的位置来确定支撑垫3的位置，粗定位各个支撑点(反射镜2的背部和侧面均设置有支撑点)的坐标位置。
要求在每个支撑垫3上必须事先设置好一个锥形定位孔，用于放置激光跟踪仪的靶球。由于每个支撑垫3相对于反射镜2都有一个确定的位置，因此，只需要在反射镜2上取三个点，通过激光跟踪仪就可以相对于反射镜2建立一个坐标系，每个支撑垫3都会在该坐标系中有一个确定的位置，将激光跟踪仪的靶球和支撑垫3建立某种联系，就可以确定每个支撑垫3在坐标系中的位置也就是每个支撑点的坐标位置。
步骤二、设计定位工装
设计用于微调支撑垫3位置的定位工装，并且该定位工装必须具有两维平移调整和复位能力。如图1所示，所设计的定位工装主要包括：调整座6、磁铁4、调整螺钉一1和调整螺钉二5，调整座6为半环形结构，磁铁4放置在调整座6的半环形结构底部中心，调整螺钉一1和调整螺钉二5分别旋进调整座6的左右两端。采用热熔胶将上述定位工装固定在反射镜2上的支撑点处，在反射镜2上的每个支撑点处用透明胶带粘结出两条平行的鱼线。
采用热熔胶粘结定位工装与反射镜2，可以很容易将定位工装与反射镜2分离，通过在反射镜2和支撑垫3之间插入鱼线以确定胶层的厚度，鱼线的直径根据所需要的胶层厚度选取。
步骤三、打磨
用240砂纸打磨所有支撑垫3，打磨时要保证同方向打磨，打磨至一定程度后，旋转支撑垫3继续打磨，以保证打磨出的痕迹是杂乱的。
步骤四、清洗
将打磨好的支撑垫3依次用二氯甲烷、丙酮和乙醇清洗，然后在支撑垫3上滴加去离子水，观察去离子水的收缩状态，如果均匀收缩则说明支撑垫3上已经没有油，否则需要继续清洗，清洗好的支撑垫3用吸水纸吸干，用保鲜膜包好，待用。
要求每个支撑垫3的粘结面必须具有一定的粗糙度，不能有氧化层，不能有油等。上述所采用的二氯甲烷和丙酮具有一定的毒性，全部操作过程中要注意人身安全防护，不要让皮肤直接接触这些毒性物质。
步骤五、制胶
将胶、混胶管和胶枪安装好，挤出刚开始部分的胶，以便去除空气，然后将针管、静点用胶皮管和混胶管连接好，通过胶枪将胶注入针管，然后拔出针管，挤出多余的空气，重新连接到混胶管上，将要粘结的胶注入针管，待用。制胶过程中必须保证混合后的胶中不含气泡。
步骤六、涂胶
将混好的胶均匀涂在支撑垫3上，但不要涂满，如果发现涂抹的胶中有气泡，要用针头刺破气泡。
步骤七、粘结
粘结时必须将反射镜2倒置，使反射镜2的反射面朝下、背部朝上，将涂抹好胶的支撑垫3粘结在反射镜2上相应的支撑点处，通过调整定位工装中的调整螺钉一1和调整螺钉二5来微调支撑垫3的位置，在此过程中通过定位工装中磁铁4的磁力来保证支撑垫3左右两侧始终分别接触调整螺钉一1和调整螺钉二5，通过激光跟踪仪再次确定支撑垫3的准确位置，固定压紧。
粘结完成后，必须在支撑垫3上放置一个具有一定重量的压块，以保证胶层的厚度满足设计要求，而压块的重量取决于支撑垫3的重量以及所要控制的胶层厚度等条件。
步骤八、固化
粘结完成后，必须在室温条件下静置一周，待胶完全固化后，采用热吹风机拆除定位工装，切断多余的鱼线，清理干净支撑垫3周围，完成支撑垫3的粘结固定。
本实施方式中，步骤五制胶过程中所采用的胶是3M DP-2216。
本实施方式中，步骤二中，在反射镜2上的每个支撑点处用透明胶带粘结出两条平行的鱼线，要求鱼线直径是0.25mm，用以保证胶层厚度也是0.25mm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、通过激光跟踪仪粗定位反射镜(2)上各个支撑点的位置；
步骤二、采用热熔胶将定位工装固定在反射镜(2)上的支撑点处，同时在反射镜(2)上的支撑点处用透明胶带粘结出两条平行的鱼线；
所述定位工装包括：调整座(6)、固定在调整座(6)上的磁铁(4)、分别旋进调整座(6)两端的两个调整螺钉；
步骤三、打磨
采用砂纸打磨支撑垫(3)，先沿一个方向打磨，旋转支撑垫(3)后再沿同一个方向继续打磨；
步骤四、清洗
将打磨好的支撑垫(3)依次用二氯甲烷、丙酮和乙醇清洗后滴加去离子水，直至去离子水均匀收缩，将清洗好的支撑垫(3)用吸水纸吸干，采用保鲜膜包好，待用；
步骤五、制胶
制胶过程中必须保证混合后的胶中不含气泡；
步骤六、涂胶
将混合好的胶均匀涂在支撑垫(3)上，如有气泡，利用针头刺破；
步骤七、粘结
将反射镜(2)倒置，使反射镜(2)反射面朝下、背部朝上，将涂抹好胶的支撑垫(3)粘结在反射镜(2)上相应的支撑点处，通过调整两个调整螺钉来微调支撑垫(3)的位置，利用磁铁(4)的磁力保证支撑垫(3)左右两侧始终分别接触两个调整螺钉，通过激光跟踪仪再次确定支撑垫(3)的最终位置，在支撑垫(3)上放置压块固定压紧，以保证胶层厚度满足设计要求；
步骤八、固化
室温下静置一周，待胶完全固化后，采用热吹风机拆除定位工装，切断多余的鱼线，完成支撑垫(3)的粘结固定。
2.根据权利要求1所述的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，步骤一中，利用激光跟踪仪相对于反射镜(2)建立坐标系，将激光跟踪仪的靶球放置在支撑垫(3)上的锥形定位孔处，由激光跟踪仪读取靶球的位置来确定支撑垫(3)的位置，粗定位各个支撑点的坐标位置。
3.根据权利要求1所述的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，步骤二中，所述定位工装具有两维平移调整和复位功能。
4.根据权利要求1所述的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，步骤二中，所述鱼线直径为0.25mm，以保证胶层厚度为0.25mm。
5.根据权利要求1所述的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，步骤三中，所述砂纸为240砂纸。
6.根据权利要求1所述的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，步骤五中，制胶的具体过程为：将胶、混胶管和胶枪安装好，挤出刚开始部分的胶，以去除空气，然后将针管、静点用胶皮管和混胶管连接好，通过胶枪将胶注入针管，然后拔出针管，挤出多余空气，重新连接到混胶管上，将要粘结的胶注入针管，待用。
7.根据权利要求1或6所述的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，步骤五中，采用的胶为3M DP-2216。
8.根据权利要求1所述的大口径反射镜支撑垫的粘结方法，其特征在于，步骤七中，所述压块的重量取决于支撑垫(3)的重量以及胶层厚度。
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