CN112946852A - 一种主次镜系统装调装置及装调工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主次镜系统装调装置及装调工艺，以解决碳纤维桁架结构的主次镜系统常规装调工艺易产生装配误差，且误差校正困难，导致装配效率低、可靠性差的问题。该装置包括光学平台、装调平台、光学对准组件、主镜分划板组件及次镜分划板组件。装调平台包括设置在光学平台上的反射镜室、设置在反射镜室上端的载物台、设置在载物台上的三个或四个承力柱、设置在承力柱上的第一俯仰微调机构和第一平移微调机构，反射镜室的侧壁上设有第一窗口，载物台中部设有第二窗口。光学对准组件包括设置在反射镜室内的四维调整台、设置在四维调整台上的45°反射镜组、设置在反射镜室外的升降台、设置在升降台上的测微准直望远镜。

Description

一种主次镜系统装调装置及装调工艺

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种主次镜系统装调装置及装调工艺。

背景技术

近年来，由于空间相机轻量化的要求，空间相机光机结构逐渐开始使用新材料，例如：碳化硅、铝基碳化硅、碳纤维等材料。此类材料具有比刚度高、膨胀系数小、热导率高等优点，因而在航天仪器领域得到广泛应用。

大口径光机系统的主镜部件与次镜部件通常采用承力筒连接，其结构形式如图1所示。为进一步减轻光机重量，设计师在光机结构优化设计上也在不断地进行探索，其中，碳纤维桁架结构在光机系统中的应用就是例证。碳纤维桁架结构通常是由若干个杆件将前组与后组连接起来，形成稳定系统。碳纤维桁架机身的结构如图2、图3所示，包括前框架01、后框架02以及由碳纤维杆031和金属接头032组成的多个连杆组件03。主镜组件/次镜组件按装配关系安装于后框架02/前框架01上，主镜组件与后框架02的组合体称为主镜部件，次镜组件与前框架01的组合体称为次镜部件，主镜部件、次镜部件及连杆组件03的装配连接形成稳定的主次镜系统。

基于碳纤维桁架结构的主次镜系统常规装调工艺如下：

步骤一：连杆组件03装配。采用胶接的方式将碳纤维杆031与金属接头032进行粘接，使之固连成为一个整体的连杆组件03，装配过程中必须控制单个连杆组件03中两端金属接头032与碳纤维杆031的相对位姿关系，同时要控制若干连杆组件03长度的一致性；

步骤二：主镜部件/次镜部件的定心加工。对主镜部件/次镜部件进行光学定心加工，完成主镜部件/次镜部件的光学基准(即主镜光轴/次镜光轴)到结构基准(后框架02/前框架01与连杆组件03的装配面)的转换；

步骤三：连杆组件03与主镜部件及次镜部件的装配。通常采用螺钉将多个连杆组件03与主镜部件及次镜部件连接在一起，装配过程中通过修切垫修切补偿金属接头032与碳纤维杆031之间的装配误差，以此控制主镜部件及次镜部件的空间位姿；

步骤四：检测主次镜系统的波像差/焦距，通过精调次镜与主镜光轴一致性/主次镜光学间隔，以保证主次镜系统波像差/焦距符合指标要求，完成主次镜系统的装配。

上述装调工艺存在以下问题：

一、碳纤维杆031与金属接头032粘接时，尽管会采用相应的措施控制两端金属接头032与碳纤维杆031的相对位置以及若干连杆组件03长度的一致性，但仍然会产生一定的装配误差；

二、前框架01/后框架02既要与连杆组件03相连，又要安装次镜组件/主镜组件或其它光学组件，前框架01/后框架02的加工要求中虽然对各装配基准面平行度提出较高的要求，但加工精度仍然难以满足光学系统精度要求；

三、连杆组件03、前框架01、后框架02装配完成后形成完整的稳定结构，这种结构横向刚度稍差，不适宜采用传统二次加工的方法对累积误差进行修正，因此只能在装配环节进行误差校正。

以上误差最终会影响主镜与次镜的光轴一致性，对此，常常采用修切垫修切补偿来保证主次镜光轴一致性，但此方法修切环节较多，控制十分困难，装配效率低，而且装配后残留在结构中的应力较大，状态不稳定，可靠性差，最终可能会影响系统光学技术指标的实现。

发明内容

本发明的目的是解决现有碳纤维桁架结构的主次镜系统常规装调工艺易产生装配误差，且误差校正十分困难，导致装配效率低，可靠性差的问题，而提供了一种主次镜系统装调装置及装调工艺。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种主次镜系统装调装置，其特殊之处在于：

包括光学平台、装调平台、光学对准组件、主镜分划板组件及次镜分划板组件；

所述装调平台包括设置在光学平台上的反射镜室、设置在反射镜室上端的载物台、设置在载物台上的三个或四个承力柱、设置在承力柱上的第一俯仰微调机构和第一平移微调机构；所述反射镜室的侧壁上设有第一窗口；所述载物台用于放置后框架，其中部设有第二窗口；所述承力柱用于安装前框架；所述第一俯仰微调机构和第一平移微调机构用于调整前框架的位置与姿态；

所述光学对准组件包括四维调整台、45°反射镜组、升降台、测微准直望远镜；所述四维调整台设置在光学平台上，并位于反射镜室内；所述45°反射镜组设置在四维调整台上；所述升降台设置在光学平台上，并位于反射镜室外；所述测微准直望远镜设置在升降台上；

所述主镜分划板组件包括筒状的主镜分划板底座、设置在主镜分划板底座上端的主镜分划板安装座、设置在主镜分划板安装座上的主镜分划板、设置在主镜分划板底座上用于调整主镜分划板安装座位置与姿态的第二俯仰微调机构和第二平移微调机构；所述主镜分划板底座下端与后框架配合连接，其外径小于主镜中心孔的内径，并穿过主镜中心孔向上伸出；

所述次镜分划板组件包括筒状的次镜分划板底座、设置在次镜分划板底座下端的次镜分划板安装座、设置在次镜分划板安装座上的次镜分划板、设置在次镜分划板底座上用于调整次镜分划板安装座位置与姿态的第三俯仰微调机构和第三平移微调机构；所述次镜分划板底座上端与前框架配合连接，并与次镜分划板安装座构成次镜组件安装腔；

通过测微准直望远镜经第一窗口、45°反射镜组、第二窗口可观测主镜分划板和次镜分划板。

进一步地，还包括用于对所述主镜部件和次镜部件分别进行光学定心加工和光轴基准标定的反射镜定心平台；

所述反射镜定心平台包括L型基座、设置在L型基座底板上的五维回转台、设置在五维回转台上的支撑环、设置在L型基座侧板上且位于支撑环上方的滑台、设置在滑台下底面的四维调整架、设置在四维调整架下端的光学定心仪、设置在L型基座侧板中部的二维调整刀架以及设置在二维调整刀架前端的千分表；

所述支撑环用于放置主镜部件或次镜部件；所述千分表的测量杆与主镜部件或次镜部件接触；所述光学定心仪朝向主镜部件或次镜部件。

进一步地，所述第一俯仰微调机构、第一平移微调机构、第二俯仰微调机构、第二平移微调机构、第三俯仰微调机构和第三平移微调机构均包括多个调节螺栓。

一种主次镜系统装调工艺，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)搭建上述主次镜系统装调装置；

2)对桁架机身进行预装配，对主镜部件、次镜部件分别进行微应力装配；

3)对主镜部件和次镜部件分别进行光学定心加工，再使用主镜分划板组件和次镜分划板组件分别对主镜部件和次镜部件进行光轴基准标定；

4)在装调平台上预安装主次镜系统，要求用于连接前框架、后框架和连杆组件的所有连接螺钉均为松联接状态，前框架位于承力柱上方，其全部重量由承力柱承载；

5)测算主次镜间隔，使用第一俯仰微调机构微调前框架的轴向位置，从而调整主次镜间隔至满足公差要求，同时控制碳纤维杆与金属接头端面间隙满足要求；

6)取出碳纤维杆和金属接头，在金属接头上均匀涂胶，然后将碳纤维杆和金属接头套装在一起；

7)将连杆组件、修切垫装入前框架和后框架之间，将金属接头与前框架、后框架之间的连接螺钉上至力矩；

8)通过调整测微准直望远镜及45°反射镜组姿态，使得测微准直望远镜的视轴与主镜分划板自准直且与主镜分划板中心重合；

9)通过第一俯仰微调机构和第一平移微调机构调整前框架的位置与姿态，使次镜分划板的反射面与测微准直望远镜的视轴自准直且其中心与测微准直望远镜的视轴重合；

10)胶固化过程中监视主镜分划板光轴与次镜分划板光轴重合度，若重合度发生变化，则返回步骤9)重新进行调整；

11)胶固化后卸载第一俯仰微调机构上的支撑力，复检主镜分划板光轴与次镜分划板光轴重合度，若重合度发生变化，则返修；若重合度无变化，则主次镜系统装配完成。

进一步地，步骤3)具体按照以下步骤进行：

3.1)将主镜部件或次镜部件安装到反射镜定心平台的支撑环上，旋转五维回转台，通过千分表测量主镜或次镜的径向和端面跳动量,并调整五维回转台的位置与姿态，使主镜或次镜的径向和端面跳动量均满足要求；

3.2)通过光学定心仪监视主镜或次镜的球心自准像，并精调五维回转台的位置与姿态，使主镜或次镜的球心自准像与五维回转台的旋转轴重合，且球心自准像晃动量、主镜或次镜的外圆跳动量、台面跳动量均满足要求；

3.3)在二维调整刀架上安装刀具，对主镜部件或次镜部件的装配基准面进行精车加工，主镜部件或次镜部件的光学定心加工完成；

3.4)将主镜分划板组件或次镜分划板组件安装到主镜部件或次镜部件上，通过第二俯仰微调机构和第二平移微调机构对主镜分划板安装座的位置与姿态进行调整，或者通过第三俯仰微调机构和第三平移微调机构对次镜分划板安装座的位置与姿态进行调整，使得主镜分划板或次镜分划板的光轴与光学定心仪的视轴重合，对主镜部件或次镜部件的光轴基准标定完成。

进一步地，步骤3.1)中所述主镜或次镜的径向和端面跳动量均满足要求具体为：主镜或次镜的径向和端面跳动量均≤0.02mm；

步骤3.2)中所述球心自准像晃动量、主镜或次镜的外圆跳动量、台面跳动量均满足要求具体为：球心自准像晃动量≤0.005mm，主镜或次镜的外圆跳动量≤0.01mm，台面跳动量≤0.01mm。

进一步地，步骤5)中所述碳纤维杆与金属接头端面间隙满足要求具体为：碳纤维杆与金属接头端面间隙＜0.1mm。

进一步地，步骤6)具体按照以下步骤进行：

6.1)取出碳纤维杆和金属接头，使用专用溶液精擦碳纤维杆和金属接头的装配面；

6.2)在金属接头上均匀涂胶，并在胶中预埋钢丝或在胶中混合微玻璃珠，然后将碳纤维杆和金属接头套装在一起。

本发明相比现有技术的有益效果是：

(1)通过本发明提供的主次镜系统装调装置及装调工艺，可以一次性完成主次镜系统的空间位姿调整、碳纤维杆与金属接头的粘接以及光学基准与结构基准的传递，装配效率较高，且能够提高产品的稳定性和可靠性；

(2)胶层在一定程度上可吸收装配应力，降低应力释放带来的光学性能下降的风险，提高产品性能稳定性与可靠性；

(3)利用胶粘装配工艺中胶层可在一定厚度范围内变化的特点补偿零件加工与装配中产生的累积误差，解决了结构件加工精度不能满足光学系统精度要求的问题。

附图说明

图1是现有的承力筒结构示意图；

图2是现有的碳纤维桁架机身的结构示意图；

图3是现有的碳纤维桁架机身中连杆组件的结构示意图；

图4是本发明主次镜系统装调装置一个实施例的结构示意图(未示出主镜分划板组件、次镜分划板组件及反射镜定心平台)；

图5是本发明实施例与主次镜系统的装配结构示意图；

图6是本发明实施例中主镜分划板组件的结构示意图；

图7是图6的局部放大图；

图8是本发明实施例中次镜分划板组件的结构示意图；

图9是图8的局部放大图；

图10是本发明实施例中反射镜定心平台的结构示意图。

图中，01-前框架，02-后框架，03-连杆组件，031-碳纤维杆，032-金属接头，04-次镜，05-主镜；

1-光学平台；

2-装调平台，21-反射镜室，211-第一窗口，22-载物台，221-第二窗口，23-承力柱，24-第一俯仰微调机构，25-第一平移微调机构；

3-光学对准组件，31-四维调整台，32-45°反射镜组，33-升降台，34-测微准直望远镜；

4-主镜分划板组件，41-主镜分划板底座，42-主镜分划板安装座，43-主镜分划板，44-第二俯仰微调机构，45-第二平移微调机构；

5-次镜分划板组件，51-次镜分划板底座，52-次镜分划板安装座，53-次镜分划板，54-第三俯仰微调机构，55-第三平移微调机构；

6-反射镜定心平台，61-L型基座，62-五维回转台，63-支撑环，64-滑台，65-四维调整架，66-光学定心仪，67-二维调整刀架，68-千分表。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的主次镜系统装调装置及装调工艺作进一步详细说明。

本实施例提供的主次镜系统装调装置如图4至图10所示，包括光学平台1、装调平台2、光学对准组件3、主镜分划板组件4、次镜分划板组件5及反射镜定心平台6。装调平台2和光学对准组件3均设置在光学平台1上，供主次镜系统装配调整使用；主镜分划板组件4和次镜分划板组件5分别安装在后框架02和前框架01上，用于对主镜部件和次镜部件的光轴基准进行标定；反射镜定心平台6用于对主镜部件和次镜部件进行光学定心加工，并供光轴基准标定使用。

如图4、图5所示，装调平台2包括设置在光学平台1上的反射镜室21、设置在反射镜室21上端的载物台22、设置在载物台22上的三个或四个承力柱23、设置在承力柱23上的第一俯仰微调机构24和第一平移微调机构25。反射镜室21的侧壁上设有第一窗口211；载物台22用于放置后框架02，其中部设有第二窗口221；承力柱23用于安装前框架01；第一俯仰微调机构24和第一平移微调机构25用于调整前框架01的位置与姿态。本实施例中，载物台22为圆形结构，载物台22台面与光学平台1台面平行，其中部设有圆形的第二窗口221；承力柱23为四个，四个承力柱23沿载物台22台面周向均布，第一俯仰微调机构24包括分别设置在四个承力柱23上且轴线垂直于光学平台1台面的四个调节螺栓，第一平移微调机构25包括分别设置在四个承力柱23上且轴线平行于光学平台1台面的四个调节螺栓。使用时，第一俯仰微调机构24的四个调节螺栓端面分别顶住前框架01的下底面，第一平移微调机构25的四个调节螺栓端面分别顶住前框架01的外圆面。

光学对准组件3包括四维调整台31、45°反射镜组32、升降台33、测微准直望远镜34。四维调整台31设置在光学平台1上，并位于反射镜室21内；45°反射镜组32设置在四维调整台31上，可通过四维调整台31调整其姿态；升降台33设置在光学平台1上，并位于反射镜室21外；测微准直望远镜34设置在升降台33上，可通过升降台33调整其高度。

如图6、图7所示，主镜分划板组件4包括筒状的主镜分划板底座41、设置在主镜分划板底座41上端的主镜分划板安装座42、设置在主镜分划板安装座42上的主镜分划板43、设置在主镜分划板底座41上用于调整主镜分划板安装座42位置与姿态的第二俯仰微调机构44和第二平移微调机构45。主镜分划板底座41下端与后框架02的主镜组件安装孔处配合连接，其外径小于主镜05中心孔的内径，并穿过主镜05中心孔向上伸出。本实施例中，第二俯仰微调机构44包括连接主镜分划板安装座42和主镜分划板底座41，且轴线平行于主镜分划板底座41轴线的四个调节螺栓，该四个调节螺栓沿主镜分划板安装座42上表面周向均布；第二平移微调机构45包括设置在主镜分划板底座41上且轴线垂直于主镜分划板底座41轴线的四个调节螺栓，该四个调节螺栓沿主镜分划板底座41的外圆面周向均布，其一端穿过主镜分划板底座41侧壁，并顶住主镜分划板安装座42的外圆面。

如图8、图9所示，次镜分划板组件5包括筒状的次镜分划板底座51、设置在次镜分划板底座51下端的次镜分划板安装座52、设置在次镜分划板安装座52上的次镜分划板53、设置在次镜分划板底座51上用于调整次镜分划板安装座52位置与姿态的第三俯仰微调机构54和第三平移微调机构55。次镜分划板底座51上端与前框架01的次镜组件安装孔处配合连接，并与次镜分划板安装座52构成次镜组件安装腔。本实施例中，第三俯仰微调机构54包括连接次镜分划板安装座52和次镜分划板底座51，且轴线平行于次镜分划板底座51轴线的四个调节螺栓，该四个调节螺栓沿次镜分划板安装座52下表面周向均布；第三平移微调机构55包括设置在次镜分划板底座51上且轴线垂直于次镜分划板底座51轴线的四个调节螺栓，该四个调节螺栓沿次镜分划板底座51的外圆面周向均布，其一端穿过次镜分划板底座51侧壁，并顶住次镜分划板安装座52的外圆面。

通过测微准直望远镜34经第一窗口211、45°反射镜组32、第二窗口221可观测主镜分划板43和次镜分划板53。

如图10所示，反射镜定心平台6包括L型基座61、设置在L型基座61底板上的五维回转台62、设置在五维回转台62上的支撑环63、设置在L型基座61侧板上且位于支撑环63上方的滑台64、设置在滑台64下底面的四维调整架65、设置在四维调整架65下端的光学定心仪66、设置在L型基座61侧板中部的二维调整刀架67以及设置在二维调整刀架67前端的千分表68。支撑环63用于放置反射镜部件(主镜部件或次镜部件)；二维调整刀架67可进行上下和伸缩调整；千分表68的测量杆与反射镜部件接触；光学定心仪66朝向反射镜部件。

本实施例还提供了一种主次镜系统装调工艺，包括以下步骤：

1)搭建上述主次镜系统装调装置；

2)对桁架机身进行预装配以排除干涉，保证后续装调过程中桁架机身能够快速装配与胶粘；对主镜部件、次镜部件分别进行微应力装配；

3)对主镜部件和次镜部件分别进行光学定心加工，再使用主镜分划板组件4和次镜分划板组件5分别对主镜部件和次镜部件进行光轴基准标定；本实施例中使用反射镜定心平台6进行光学定心加工和光轴基准标定，在其他实施例中也可通过现有的定心加工装置实现；

具体按照以下步骤进行：

3.1)将主镜部件或次镜部件安装到反射镜定心平台6的支撑环63上，旋转五维回转台62，通过千分表68测量主镜05或次镜04的径向和端面跳动量,通过调整五维回转台62的位置与姿态，进而调整主镜部件或次镜部件的位姿，保证主镜05或次镜04的径向和端面跳动量均≤0.02mm；

3.2)通过光学定心仪66监视主镜05或次镜04的球心自准像，通过精调五维回转台62的位置与姿态，进而调整主镜部件或次镜部件的位姿，使主镜05或次镜04的球心自准像与五维回转台62的旋转轴重合，且要求球心自准像晃动量≤0.005mm，主镜05或次镜04的外圆跳动量≤0.01mm，台面跳动量≤0.01mm；

3.3)在二维调整刀架67上安装刀具，对主镜部件或次镜部件的装配基准面(端面或外圆)进行精车加工，主镜部件或次镜部件的光学定心加工完成，即完成了光轴基准至结构基准的转换；

3.4)将主镜分划板组件4或次镜分划板组件5安装到主镜部件或次镜部件上，通过第二俯仰微调机构44和第二平移微调机构45对主镜分划板安装座42的位置与姿态进行调整，或者通过第三俯仰微调机构54和第三平移微调机构55对次镜分划板安装座52的位置与姿态进行调整，同时通过光学定心仪66监视主镜分划板43或次镜分划板53的光轴，使得主镜分划板43或次镜分划板53的光轴与光学定心仪66的视轴重合，对主镜部件和次镜部件的光轴基准标定完成，此时主镜分划板43或次镜分划板53的光轴即为主镜05或次镜04的光轴；

4)在装调平台2上预安装主次镜系统，要求用于连接前框架01、后框架02和连杆组件03的所有连接螺钉均为松联接状态，前框架01位于承力柱23上方，其全部重量由承力柱23承载，此时碳纤维杆031不受力；

5)测算主次镜间隔，使用第一俯仰微调机构24微调前框架01的轴向位置，从而调整主次镜间隔至满足公差要求，同时控制碳纤维杆031与金属接头032端面间隙＜0.1mm；

6)取出碳纤维杆031和金属接头032，在金属接头032上均匀涂胶，然后将碳纤维杆031和金属接头032套装在一起；

具体按照以下步骤进行：

6.1)取出碳纤维杆031和金属接头032，使用专用溶液精擦碳纤维杆031和金属接头032的装配面；

6.2)在金属接头032上均匀涂胶，并在胶中预埋钢丝或在胶中混合微玻璃珠，保证胶粘部位的合理间隙，然后将碳纤维杆031和金属接头032套装在一起；此外，也可以在金属接头032根部设计轴段与碳纤维杆031中心孔形成配合，以保证胶粘部位的合理间隙；

7)将连杆组件03、修切垫装入前框架01和后框架02之间，将金属接头032与前框架01、后框架02之间的连接螺钉上至力矩，上紧过程中感受配合状态的金属接头032、前后框架及碳纤维杆031应无干涉、蹩劲；

8)通过调整测微准直望远镜34及45°反射镜组32姿态，使得测微准直望远镜34的视轴与主镜分划板43自准直(＜10″)且与主镜分划板43中心重合(＜0.03mm)；

9)通过第一俯仰微调机构24和第一平移微调机构25调整前框架01的位置与姿态，使次镜分划板53的反射面与测微准直望远镜34的视轴自准直且其中心与测微准直望远镜34的视轴重合，此时即完成主镜与次镜光轴一致性的装调；

10)胶固化过程中监测主镜分划板43光轴与次镜分划板53光轴重合度，若重合度发生变化，则返回步骤9)重新进行调整；

11)胶固化后卸载第一俯仰微调机构24上的支撑力，复检主镜分划板43光轴与次镜分划板53光轴重合度，若重合度发生变化，则返修；若重合度无变化，则主次镜系统装配完成。

Claims (8)

1.一种主次镜系统装调装置，其特征在于：

包括光学平台(1)、装调平台(2)、光学对准组件(3)、主镜分划板组件(4)及次镜分划板组件(5)；

所述装调平台(2)包括设置在光学平台(1)上的反射镜室(21)、设置在反射镜室(21)上端的载物台(22)、设置在载物台(22)上的三个或四个承力柱(23)、设置在承力柱(23)上的第一俯仰微调机构(24)和第一平移微调机构(25)；所述反射镜室(21)的侧壁上设有第一窗口(211)；所述载物台(22)用于放置后框架(02)，其中部设有第二窗口(221)；所述承力柱(23)用于安装前框架(01)；所述第一俯仰微调机构(24)和第一平移微调机构(25)用于调整前框架(01)的位置与姿态；

所述光学对准组件(3)包括四维调整台(31)、45°反射镜组(32)、升降台(33)、测微准直望远镜(34)；所述四维调整台(31)设置在光学平台(1)上，并位于反射镜室(21)内；所述45°反射镜组(32)设置在四维调整台(31)上；所述升降台(33)设置在光学平台(1)上，并位于反射镜室(21)外；所述测微准直望远镜(34)设置在升降台(33)上；

所述主镜分划板组件(4)包括筒状的主镜分划板底座(41)、设置在主镜分划板底座(41)上端的主镜分划板安装座(42)、设置在主镜分划板安装座(42)上的主镜分划板(43)、设置在主镜分划板底座(41)上用于调整主镜分划板安装座(42)位置与姿态的第二俯仰微调机构(44)和第二平移微调机构(45)；所述主镜分划板底座(41)下端与后框架(02)配合连接，其外径小于主镜(05)中心孔的内径，并穿过主镜(05)中心孔向上伸出；

所述次镜分划板组件(5)包括筒状的次镜分划板底座(51)、设置在次镜分划板底座(51)下端的次镜分划板安装座(52)、设置在次镜分划板安装座(52)上的次镜分划板(53)、设置在次镜分划板底座(51)上用于调整次镜分划板安装座(52)位置与姿态的第三俯仰微调机构(54)和第三平移微调机构(55)；所述次镜分划板底座(51)上端与前框架(01)配合连接，并与次镜分划板安装座(52)构成次镜组件安装腔；

通过测微准直望远镜(34)经第一窗口(211)、45°反射镜组(32)、第二窗口(221)可观测主镜分划板(43)和次镜分划板(53)。

2.根据权利要求1所述的主次镜系统装调装置，其特征在于：

还包括用于对所述主镜部件和次镜部件分别进行光学定心加工和光轴基准标定的反射镜定心平台(6)；

所述反射镜定心平台(6)包括L型基座(61)、设置在L型基座(61)底板上的五维回转台(62)、设置在五维回转台(62)上的支撑环(63)、设置在L型基座(61)侧板上且位于支撑环(63)上方的滑台(64)、设置在滑台(64)下底面的四维调整架(65)、设置在四维调整架(65)下端的光学定心仪(66)、设置在L型基座(61)侧板中部的二维调整刀架(67)以及设置在二维调整刀架(67)前端的千分表(68)；

所述支撑环(63)用于放置主镜部件或次镜部件；所述千分表(68)的测量杆与主镜部件或次镜部件接触；所述光学定心仪(66)朝向主镜部件或次镜部件。

3.根据权利要求1或2所述的主次镜系统装调装置，其特征在于：

所述第一俯仰微调机构(24)、第一平移微调机构(25)、第二俯仰微调机构(44)、第二平移微调机构(45)、第三俯仰微调机构(54)和第三平移微调机构(55)均包括多个调节螺栓。

4.一种主次镜系统装调工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)搭建权利要求1所述的主次镜系统装调装置；

2)对桁架机身进行预装配，对主镜部件、次镜部件分别进行微应力装配；

3)对主镜部件和次镜部件分别进行光学定心加工，再使用主镜分划板组件(4)和次镜分划板组件(5)分别对主镜部件和次镜部件进行光轴基准标定；

4)在装调平台(2)上预安装主次镜系统，要求用于连接前框架(01)、后框架(02)和连杆组件(03)的所有连接螺钉均为松联接状态，前框架(01)位于承力柱(23)上方，其全部重量由承力柱(23)承载；

5)测算主次镜间隔，使用第一俯仰微调机构(24)微调前框架(01)的轴向位置，从而调整主次镜间隔至满足公差要求，同时控制碳纤维杆(031)与金属接头(032)端面间隙满足要求；

6)取出碳纤维杆(031)和金属接头(032)，在金属接头(032)上均匀涂胶，然后将碳纤维杆(031)和金属接头(032)套装在一起；

7)将连杆组件(03)、修切垫装入前框架(01)和后框架(02)之间，将金属接头(032)与前框架(01)、后框架(02)之间的连接螺钉上至力矩；

8)通过调整测微准直望远镜(34)及45°反射镜组(32)姿态，使得测微准直望远镜(34)的视轴与主镜分划板(43)自准直且与主镜分划板(43)中心重合；

9)通过第一俯仰微调机构(24)和第一平移微调机构(25)调整前框架(01)的位置与姿态，使次镜分划板(53)的反射面与测微准直望远镜(34)的视轴自准直且其中心与测微准直望远镜(34)的视轴重合；

10)胶固化过程中监视主镜分划板(43)光轴与次镜分划板(53)光轴重合度，若重合度发生变化，则返回步骤9)重新进行调整；

11)胶固化后卸载第一俯仰微调机构(24)上的支撑力，复检主镜分划板(43)光轴与次镜分划板(53)光轴重合度，若重合度发生变化，则返修；若重合度无变化，则主次镜系统装配完成。

5.根据权利要求4所述的主次镜系统装调工艺，其特征在于：

步骤3)具体按照以下步骤进行：

3.1)将主镜部件或次镜部件安装到反射镜定心平台(6)的支撑环(63)上，旋转五维回转台(62)，通过千分表(68)测量主镜(05)或次镜(04)的径向和端面跳动量,并调整五维回转台(62)的位置与姿态，使主镜(05)或次镜(04)的径向和端面跳动量均满足要求；

3.2)通过光学定心仪(66)监视主镜(05)或次镜(04)的球心自准像，并精调五维回转台(62)的位置与姿态，使主镜(05)或次镜(04)的球心自准像与五维回转台(62)的旋转轴重合，且球心自准像晃动量、主镜(05)或次镜(04)的外圆跳动量、台面跳动量均满足要求；

3.3)在二维调整刀架(67)上安装刀具，对主镜部件或次镜部件的装配基准面进行精车加工，主镜部件或次镜部件的光学定心加工完成；

3.4)将主镜分划板组件(4)或次镜分划板组件(5)安装到主镜部件或次镜部件上，通过第二俯仰微调机构(44)和第二平移微调机构(45)对主镜分划板安装座(42)的位置与姿态进行调整，或者通过第三俯仰微调机构(54)和第三平移微调机构(55)对次镜分划板安装座(52)的位置与姿态进行调整，使得主镜分划板(43)或次镜分划板(53)的光轴与光学定心仪(66)的视轴重合，对主镜部件或次镜部件的光轴基准标定完成。

6.根据权利要求5所述的主次镜系统装调工艺，其特征在于：

步骤3.1)中所述主镜(05)或次镜(04)的径向和端面跳动量均满足要求具体为：主镜(05)或次镜(04)的径向和端面跳动量均≤0.02mm；

步骤3.2)中所述球心自准像晃动量、主镜(05)或次镜(04)的外圆跳动量、台面跳动量均满足要求具体为：球心自准像晃动量≤0.005mm，主镜(05)或次镜(04)的外圆跳动量≤0.01mm，台面跳动量≤0.01mm。

7.根据权利要求6所述的主次镜系统装调工艺，其特征在于：

步骤5)中所述碳纤维杆(031)与金属接头(032)端面间隙满足要求具体为：碳纤维杆(031)与金属接头(032)端面间隙＜0.1mm。

8.根据权利要求4至7任一所述的主次镜系统装调工艺，其特征在于：

步骤6)具体按照以下步骤进行：

6.1)取出碳纤维杆(031)和金属接头(032)，使用专用溶液精擦碳纤维杆(031)和金属接头(032)的装配面；

6.2)在金属接头(032)上均匀涂胶，并在胶中预埋钢丝或在胶中混合微玻璃珠，然后将碳纤维杆(031)和金属接头(032)套装在一起。

Images