CN109239884B - 变倍光学系统中导轨的定位系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种变倍光学系统中导轨的定位系统及方法，S1、通过调节工作台以使得壳体的机械轴与可见光中心偏测量仪的旋转参考轴重合；S2、通过滑动滑块使得透镜处于直线导轨的最低处，通过上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C1；S3、通过滑动滑块使得透镜处于直线导轨的最高处，通过上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C2；S4、比较偏离矢量C1和偏离矢量C2，判断偏离矢量C1和偏离矢量C2的差值是否小于一误差值，若否则松开连接直线导轨和安装面的导轨螺钉，对直线导轨进行微调，重复执行步骤S2‑S4，若是则导轨定位工作结束，满足导轨定位精度要求。

Description

变倍光学系统中导轨的定位系统及方法
技术领域
本发明涉及导轨定位技术领域，特别是涉及一种变倍光学系统中导轨的定位系统及方法。
背景技术
现代光学系统中经常需用到调焦与变倍功能，调焦与变倍的关键在于调焦变倍机构。调焦变倍机构有蜗轮蜗杆、丝杠螺母、凸轮等多种实现形式，目前电机驱动与直线导轨配合的调焦变倍形式由于高精度和高可靠性得到了广泛的应用。
导轨可通过销钉定位，装调精度要求高的导轨则需专用工装来定位。由于不同光学系统所用导轨规格型号各异，就需定做相应规格的工装，且实际操作中工装的加工误差也会影响导轨定位精度。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种变倍光学系统中导轨的定位系统及方法，在不借助专用工装的情况下对各种规格型号的导轨进行精确定位。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种变倍光学系统中导轨的定位系统，其特点在于，其包括可见光中心偏测量仪、壳体、导轨、镜框和透镜，所述导轨包括直线导轨和滑块，所述壳体置于可见光中心偏测量仪的工作台上，所述直线导轨通过导轨螺钉固定于壳体内的安装面上，所述滑块滑配于直线导轨上，所述镜框固定于滑块的上表面，所述透镜安装于镜框内，所述透镜的中轴线与镜框的中轴线重合。
本发明还提供一种变倍光学系统中导轨的定位方法，其特点在于，其利用上述的定位系统实现，所述定位方法包括以下步骤：
S1、通过调节工作台以使得壳体的机械轴与可见光中心偏测量仪的旋转参考轴重合；
S2、通过滑动滑块以使得透镜处于直线导轨的最低处，通过可见光中心偏测量仪的上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C1；
S3、通过滑动滑块以使得透镜处于直线导轨的最高处，通过上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C2；
S4、比较偏离矢量C1和偏离矢量C2，判断偏离矢量C1和偏离矢量C2的差值是否小于一误差值，若否则进入步骤S5，若是则进入步骤S6；
S5、松开连接直线导轨和安装面的导轨螺钉，对直线导轨进行微调，重复执行步骤S2-S4；
S6、导轨定位工作结束，满足导轨定位精度要求。
较佳地，在步骤S1中，通过调节工作台的倾斜与平移以使得壳体的机械轴与可见光中心偏测量仪的旋转参考轴高度重合。
较佳地，在步骤S6中，对导轨螺钉点胶紧固。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明利用可见光中心偏测量仪对导轨进行精确定位，精度可控制在微米级。可见光中心偏测量仪可测量透镜上表面的曲率中心相对于可见光中心偏测量仪的旋转参考轴的偏离量。本发明能够在不设计加工专用工装的情况下实现导轨的精确定位，且没有用到定位工装，定位精度就不受工装的加工误差影响，装调精度高，可达1μm左右，普遍适用于各种结构形式的变倍系统中导轨的装调。
附图说明
图1为本发明透镜在导轨最低处上表面曲率中心的偏离量测量示意图。
图2为本发明透镜在导轨最高处上表面曲率中心的偏离量测量示意图。
图3为本发明透镜在导轨最低、最高处上表面曲率中心O的偏离量示意图。
图4为本发明的变倍光学系统中导轨的定位方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
如图1所示，本实施例提供一种变倍光学系统中导轨的定位系统，其包括可见光中心偏测量仪1、壳体（图中未示出）、导轨、镜框2和透镜3，所述导轨包括直线导轨4和滑块5，所述壳体置于可见光中心偏测量仪1的工作台上，所述直线导轨4通过导轨螺钉6固定于壳体内的安装面上，所述滑块5滑配于直线导轨4上，所述镜框2固定于滑块5的上表面，所述透镜3安装于镜框2内，所述透镜3的中轴线与镜框2的中轴线重合。
如图4所示，本实施例还提供一种变倍光学系统中导轨的定位方法，其利用上述的定位系统实现，所述定位方法包括以下步骤：
步骤101、通过调节工作台的倾斜与平移以使得壳体的机械轴与可见光中心偏测量仪1的旋转参考轴7高度重合，见图1和图2。
步骤102、通过滑动滑块5以使得透镜3处于直线导轨4的最低处，通过可见光中心偏测量仪1的上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C1，见图1和图3。
步骤103、通过滑动滑块5以使得透镜3处于直线导轨4的最高处，通过上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C2，见图2和图3。
步骤104、比较偏离矢量C1和偏离矢量C2，判断偏离矢量C1和偏离矢量C2的差值是否小于一误差值，若否则进入步骤105，若是则进入步骤106。
步骤105、不满足导轨定位精度要求，松开连接直线导轨和安装面的导轨螺钉6，对直线导轨进行微调，重复执行步骤102-104。
步骤106、对导轨螺钉点胶紧固，导轨定位工作结束，满足导轨定位精度要求。
本发明先将装好透镜3的镜框2安装在滑块5之上，然后分别测量并记录透镜3处于直线导轨4两端位置时透镜上表面的曲率中心偏离旋转参考轴的大小和方向。不断调节直线导轨4的状态直到两个位置的偏离量一致为止。此时表明导轨与转台转轴严格平行。本发明利用可见光中心偏测量仪对导轨进行精确定位，精度可控制在微米级。可见光中心偏测量仪可测量透镜上表面的曲率中心相对于可见光中心偏测量仪的旋转参考轴的偏离量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (3)

1.一种变倍光学系统中导轨的定位方法，其特征在于，其利用变倍光学系统中导轨的定位系统实现，所述定位系统包括可见光中心偏测量仪、壳体、导轨、镜框和透镜，所述导轨包括直线导轨和滑块，所述壳体置于可见光中心偏测量仪的工作台上，所述直线导轨通过导轨螺钉固定于壳体内的安装面上，所述滑块滑配于直线导轨上，所述镜框固定于滑块的上表面，所述透镜安装于镜框内，所述透镜的中轴线与镜框的中轴线重合；
所述定位方法包括以下步骤：
S1、启动可见光中心偏测量仪，通过调节工作台以使得壳体的机械轴与可见光中心偏测量仪的旋转参考轴重合；
S2、通过滑动滑块以使得透镜处于直线导轨的最低处，通过可见光中心偏测量仪的上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C1；
S3、通过滑动滑块以使得透镜处于直线导轨的最高处，通过上光路测量头测量透镜上表面对应的曲率中心相对于旋转参考轴的偏离矢量C2；
S4、比较偏离矢量C1和偏离矢量C2，判断偏离矢量C1和偏离矢量C2的差值是否小于一误差值，若否则进入步骤S5，若是则进入步骤S6；
S5、松开连接直线导轨和安装面的导轨螺钉，对直线导轨进行微调，重复执行步骤S2-S4；
S6、导轨定位工作结束，满足导轨定位精度要求。
2.根据权利要求1所述的变倍光学系统中导轨的定位方法，其特征在于，在步骤S1中，通过调节工作台的倾斜与平移以使得壳体的机械轴与可见光中心偏测量仪的旋转参考轴高度重合。
3.根据权利要求1所述的变倍光学系统中导轨的定位方法，其特征在于，在步骤S6中，对导轨螺钉点胶紧固。
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