CN114280751B - 一种花键式定心装置及采用该定心装置的调校方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种花键式定心装置及采用该定心装置的调校方法，解决现有定心工艺无法满足日渐提升的装配精度要求这一技术问题，本发明通过在定心车部件外圆增加第一花键结构，在镜座内圆增加第二花键结构，使得定心车部件安装后，通过旋转定心车部件即可实现定心车部件与镜座花键精度配合方式和微调方式的切换；调整至微调方式后，通过微调紧固件调整定心车部件的位置，改善产品的像质，满足装配精度。

Description

一种花键式定心装置及采用该定心装置的调校方法

技术领域

本发明属于光机装调技术领域，具体涉及一种花键式定心车部件及采用该定心车部件的调校方法。

背景技术

定心车的工艺过程主要是用来保证被定心的光学透镜安装至结构镜框中后，透镜的光轴与镜框的外圆同轴，与镜框的基准端面垂直。定心车作为一种成熟的工艺过程，已经被广泛的应用于摄像机、红外热像仪以及可见光电视等产品的光机设计过程中。

目前，光电产品的品质要求越来越高，即要求产品具有更清晰的像质，更高的光学分辨能力以及更好的光轴一致性，因此对光学透镜的安装精度提出更苛刻的要求。同时，由于产品是由多片光学透镜组合而成的光学系统，产品的实际光轴是由多个安装到位后的透镜光轴拟合而成的，部分敏感透镜并没有位于整个产品光轴的最佳位置上，而对于很多调试场景，恰恰需保证局部敏感光学透镜具有极高的装配精度，鉴于上述需求，单纯依靠定心车传统的定心工艺，无法达到光学设计要求的安装精度；因此，有必要增加手工微调环节，对局部敏感光学透镜的中心误差再次微调，调整其在整个产品光轴上的位置或者其相对于其他透镜的位置，进一步提高像质，提高产品品质。

发明内容

本发明的目的在于解决现有定心工艺无法满足日渐提升的装配精度要求这一技术问题，而提供了一种花键式定心车部件及采用该定心车部件的调校方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种花键式定心装置，其特殊之处在于：包括微调紧固件以及相互配合的定心车部件和镜座，

所述定心车部件外壁上设置有第一花键结构，所述第一花键结构为沿定心车部件外壁周向均布的N个第一凸台；所述第一凸台的弧长小于整个定心车部件外圆圆周的1/6；

所述镜座内壁上设置有第二花键结构，所述第二花键结构为沿镜座内壁周向均布的N个第二凸台；相邻第二凸台间的镜座上设置有调节螺纹孔，用于安装微调紧固件；

所述第二凸台的弧长小于相邻第一凸台间的间隙弧长；

所述N为不小于3的整数；

通过调节第一凸台与第二凸台之间的相对位置，该花键式定心装置可在花键精度配合方式与精密微调方式之间切换：

第一凸台和第二凸台均为弧面凸台，当第一凸台与第二凸台一一对应设置时为精度配合方式，定心车部件外圆与镜座内孔的直径配合间隙小于φ0.015mm，即此时定心车部件中光学元件安装后的中心偏误差不大于φ0.015mm；

当第一凸台与第二凸台错位设置时为微调方式，定心车部件外圆与镜座内孔的直径配合间隙不小于φ1mm，保证定心车部件沿径向可微调的最大位移不小于0.5mm，即光学元件安装后的中心偏误差可达到不小于φ1mm的调整量。

进一步地，为了在保证定位装置微调能力的前提下加工方便，所述N为3。

进一步地，所述第二凸台的弧长为整个镜座内孔圆周的1/6。

进一步地，所述第一凸台的弧长为整个定心车部件外圆圆周的1/12，当然也可设置为1/8、1/10等。

进一步地，为了在微调时，定心车部件受力均匀，所述调节螺纹孔设置在相邻第二凸台间的镜座的中部；

所述微调紧固件为微调螺钉。

本发明还提供了采用上述花键式定心装置的调校方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将安装有待调校产品的定心车部件精度配合安装至镜座中，此时花键结构精度配合使得透镜安装后的中心偏误差不大于φ0.015mm；

2)装配完成后，观察待调校产品的像质、光轴一致性及各项指标是否符合要求；

若符合要求，则定心完成；

若不符合要求，进行步骤3)；

3)将安装有待调校产品的定心车部旋转一定角度后安装，使其与镜座切换为微调方式，并将微调紧固件安装在镜座的调节螺纹孔中；

4)通过旋拧微调紧固件，对定心车部件在镜座中径向位置进行微调，调整到位后，将微调紧固件固定；

5)再次观察待调校产品的像质、光轴一致性及各项指标是否符合要求；

若符合要求，则定心完成；

若不符合要求，重复步骤4)直至待调校产品的像质、光轴一致性及各项指标符合要求，即找到定心车部件的最佳位置，此时产品的各项指标均为最佳状态。

进一步地，步骤2)和步骤5)中，通过对待调校产品进行MRTD(最小可分辨温差)检测判断其像质、光轴一致性及各项指标是否符合要求。

本发明的工作原理是：

通过在定心车部件外圆增加第一花键结构，在镜座内圆增加第二花键结构，使得定心车部件安装后，通过旋转定心车部件即可实现定心车部件与镜座花键精度配合方式和微调方式的切换；调整至微调方式后，通过微调紧固件调整定心车部件的位置，改善产品的像质，满足装配精度。

本发明的有益效果：

1.本发明结构简单、构思巧妙，通过在定心车部件和镜座的配合圆柱处增加花键式结构，克服传统定心车过程的局限性和缺陷，旋转定心车部件，便能对定心车完成的光学透镜再次进行精密微调，即能够实现定心车部件的精密微调，通过微调定心车部件，提高光学透镜的安装精度，改善整个光学系统的像质，从而降低生产成本，提高产品质量。

2.采用本发明技术方案，使得定心车部件在具有传统加工精度的前提下，可以增加定心车部件的微调环节，使得产品的敏感透镜能够装配在实际光学系统光轴的最佳位置上，进而改善光学系统的MRTD指标。

附图说明

图1为本发明花键式定心装置各组件外形示意图，a)为定心车部件，b)为镜座；

图2为本发明的装配外形示意图；

图3为本发明花键式定心装置的装配剖视图；a)花键精度配合方式剖视图；b)精密微调方式剖视图；

附图标号如下：

1-镜座，2-定心车部件，3-微调螺钉，4-第一花键结构，5-第二花键结构。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：

如图1-图3所示，花键式定心装置包括微调螺钉以及相互配合的定心车部件和镜座。

定心车部件外壁上设置有第一花键结构，第一花键结构为沿定心车部件外壁周向均布的3个第一凸台；第一凸台的弧长为整个定心车部件外圆圆周的1/12。镜座内壁上设置有第二花键结构，第二花键结构为沿镜座内壁周向均布的3个第二凸台；相邻第二凸台间镜座的中部设置有调节螺纹孔，用于安装微调节螺钉；

通过调节第一凸台与第二凸台之间的相对位置，该花键式定心装置可在花键精度配合方式与精密微调方式之间切换：

第一凸台和第二凸台均为弧面凸台，当第一凸台与第二凸台一一对应设置时为精度配合方式，定心车部件外圆与镜座内孔的直径配合间隙小于φ0.015mm，即此时定心车部件中光学元件安装后的中心偏误差不大于φ0.015mm；

当第一凸台与第二凸台错位设置时为微调方式，定心车部件外圆与镜座内孔的直径配合间隙不小于φ1mm，保证定心车部件沿径向可微调的最大位移不小于0.5mm，即光学元件安装后的中心偏误差可达到不小于φ1mm的调整量。

采用上述定心装置进行调校的方法，包括以下步骤：

1)将安装有待调校产品的定心车部件精度配合安装至镜座中，此时花键结构精度配合使得透镜安装后的中心偏误差不大于φ0.015mm；

2)装配完成后，对某型号的产品进行MRTD指标检测，MRTD指标检测要求为≤0.3K(8.5C/mrad)。检测结果显示：花键结构精度配合状态下，0.3K的温差，产品无法分辨8.5C/mrad的靶板。

3)将定心车部件旋转一定角度，使得定心车部件的第一凸台与镜座的第二凸台产生错位后，重新安装至镜座中，在镜座四周的螺纹孔中安装微调螺钉。

4)通过旋拧微调螺钉，对定心车部件在镜座中的位置进行微调，调整到位后，将微调螺钉固定。

5)再次对产品进行MRTD指标检测，在0.3K的温差下，8.5C/mrad的靶板仅能够勉强分辨，但并不能清晰分辨。

6)通过步骤4)和步骤5)的循环迭代，直至找到该定心车部件在光学系统中的最佳位置，使得0.3K的温差下，8.5C/mrad的靶板能够清晰分辨。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种花键式定心装置，其特征在于：包括微调紧固件以及相互配合的定心车部件和镜座，所述定心车部件外壁上设置有第一花键结构，所述第一花键结构为沿定心车部件外壁周向均布的N个第一凸台；所述第一凸台的弧长小于整个定心车部件外圆圆周的1/6：

所述镜座内壁上设置有第二花键结构，所述第二花键结构为沿镜座内壁周向均布的N个第二凸台；相邻第二凸台间的镜座上设置有调节螺纹孔，用于安装微调紧固件；所述第二凸台的弧长小于相邻第一凸台间的间隙弧长；所述N为不小于3的整数；

通过调节第一凸台与第二凸台之间的相对位置，该花键式定心装置可在精度配合方式与精密微调方式之间切换：当第一凸台与第二凸台一一对应设置时为花键精度配合方式，定心车部件外圆与镜座内孔的直径配合间隙小于φ0.015mm；

当第一凸台与第二凸台错位设置时为精密微调方式，定心车部件外圆与镜座内孔的直径配合间隙不小于φ1mm。

2.根据权利要求1所述花键式定心装置，其特征在于：所述N为3。

3.根据权利要求2所述花键式定心装置，其特征在于：所述第二凸台的弧长为整个镜座内孔圆周的1/6。

4.根据权利要求3所述花键式定心装置，其特征在于：所述第一凸台的弧长为整个定心车部件外圆圆周的1/12。

5.根据权利要求1-4任一所述花键式定心装置，其特征在于：所述调节螺纹孔设置在相邻第二凸台间的镜座的中部；所述微调紧固件为微调螺钉。

6.采用权利要求1-5任一所述花键式定心装置的调校方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将安装有待调校产品的定心车部件精度配合安装至镜座中；

2)装配完成后，观察待调校产品的像质、光轴一致性及各项指标是否符合要求；

若符合要求，则定心完成；若不符合要求，进行步骤3)；

3)将安装有待调校产品的定心车部件旋转一定角度后安装，使其与镜座切换为精密微调方式，并将微调紧固件安装在镜座的调节螺纹孔中；

4)通过旋拧微调紧固件，对定心车部件在镜座中径向位置进行微调，调整到位后，将微调紧固件固定；

5)再次观察待调校产品的像质、光轴一致性及各项指标是否符合要求；

若符合要求，则定心完成；若不符合要求，重复步骤4)直至待调校产品的像质、光轴一致性及各项指标符合要求。

7.根据权利要求6所述的调校方法，其特征在于：步骤2)和步骤5)中，通过对待调校产品进行MRTD检测判断其像质、光轴一致性及各项指标是否符合要求。

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