光学精密机械的典型结构——一体加工分体调整机构的设计.pdfVIP

第6期 (总第 130期) 机 械 管 理 开 发 2012年 12月 No．6(SUM No．130) MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVEL0PMENT Dec．2O12 光学精密机械的典型结构——一体加工 分体调整机构的设计 张华辉 (江苏宜清光电有限公司，江苏 宜兴 214213) 摘 要 ：对于光学精密机械机构中常会遇到的多个光学件在不同自由度方向需调整，而又要求保证 多光学件的光 轴对准 ，在此提供一种思路，即在设计阶段将多个光学件的机械支撑器件放在同一个零件上加工，以保证各光学件 的各定位基准的相对位置精度，加工完成后进行切断，这样既可以保证组装后的光学系统精度，又实现了多自由度的 调整．此方案已在产品中应用且大批量生产，被证实是一种有效的设计方案，可供光学精密机械乃至其他机械应用参 照使用 。 关键词 ：多 自由度调整 ；基准 ；切断 中图分类号：TH74 文献标识码 ：A 文章编号：1003—773x(2012)O6—0053—02 0 引 言 采用在同一个零件上加工，而后分体装配的模式； 对于光学产品而言，我们经常会碰到多个空间光 3)积分棒的旋转是在底座的柱面上，保证不会因 学器件之间的相互位置需要进行多 自由度 的调整，以 旋转整偏离光轴； 补偿修正包括设计允差，光学件及机构零件加工误差， 4)聚光透镜的前后调整也是沿底座的柱面旋转， 以及装配误差在内的累积误差．这大大提高了对于终 保证光轴一直处于对准状态。 端装配调试人员的行业基础知识及操作技能的要求， 3 具体方案 从设计端，通过对典型案例的说明描述，提供一种思路， 具体方案见图1、图2和图3。 即在设计及零件加工过程 中将两个甚至多个需加工的 零件合在同一个零件中加工，保证各定位基准精度及 位置精度，而后切断成多个零件，在同一装配基准上实 现各 自零件的自由度调整。范例采用光机的照明系统 的光学积分棒调整结构作为例子，来说明多 自由度调 本 整要求的系统中如何使用这种设计方案。 1 设计要求 图1所示的系统为光机照明系统的一部分，自光源 出射的汇聚光束需通过光学积分棒进行积分，而后需 图2 底座零件图局部 通过光学系统成清晰共轭像在成像器件上，故相关的 1)组合1：光学积分棒(件号 1)采用如图1的方式， 两个零件。 由积分棒保护罩(件号5)，积分棒压片(件号6)采用胶粘 1)光学积分棒要求：(1)需沿轴 向旋转，(+10)。； 加机械锁紧的方式f2．5销钉+ 螺钉n，与积分棒承座 (2)中心轴需与光轴保持对准。 牢固固定为一体(后简称组合 1)，同时保证积分棒光轴 2)聚光透镜要求 ：(1)沿 自身轴线(即光轴)调整， 与外端圆柱面轴线重合f参考图3)。 (±2)mm；(2)中心轴与光轴保持对准。 2)组合2：聚光透镜(件号3)采用标准机械锁圈的 2 设计思路 方式锁紧在聚光透镜承座(件号4)上，固定为一体(后简 基于光轴必须对准、积分棒绕轴旋转、聚光透镜