一種標定精密軸系回轉軸線的裝置及標定方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提出一種標定精密軸系回轉軸線的裝置及標定方法，屬于光機裝調技術領域。本發明專利技術通過軸系轉接板將標定裝置與被測軸系相連接，利用自準直平行光管找到十字分劃經平面反射鏡反射后的自準像，觀察軸系回轉狀態下自準像的劃圓情況，利用陰極球頭座、陽極球頭座以及調整螺釘構成的球頭調整機構，萬向調節平面反射鏡的傾角，使劃圓直徑變小，調整自準直平行光管的位置使自準反射像劃圓中心與十字分劃中心重合，此時回轉軸線轉化為自準直平行光管的光軸，完成回轉軸線的標定。本裝置及方法解決了精密軸系回轉軸線的標定問題，具有結構簡單、操作方便、標定精度高等特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于光機裝調
，具體為一種標定精密軸系回轉軸線的裝置及標定方法。
技術介紹
光電穩瞄系統瞄準線正交性是保證裝備跟蹤、瞄準、打擊精度的重要指標，該項性能指標能否實現主要取決于裝調過程中的兩項關鍵因素：俯仰回轉軸與方位回轉軸的垂直度、瞄準線視軸與俯仰回轉軸的垂直度。其中兩條回轉軸線的垂直屬于機械軸線正交，裝調工藝方法較多，此處不再闡述；而瞄準線視軸與俯仰回轉軸的垂直是需要保證光軸與機械軸線的正交，必須將“不可見”的機械軸線“可視化”的標定出來，且達到一定的精度要求，以此作為后續光機裝調的基準。因此，軸系回轉軸線的標定就成為保證光電穩瞄系統瞄準線正交性的關鍵點。目前標定精密軸系回轉軸線的方法是利用結構件的形位公差進行轉換：該方法首先判定與軸承相配合結構件的軸或孔的中心線即為軸系回轉軸線，然后找到軸系中與該軸或孔垂直的某結構件的某個基準面，直接使瞄準線光軸與該基準面發生裝配關系；亦或是在該面貼合平面反射鏡，用經緯儀找到自準反射像，認為經緯儀光軸即為回轉軸線。該方法的主要存在以下誤差：1.軸或孔中心線作為軸系回轉軸線帶來的誤差，該誤差主要由軸孔與軸承的配合間隙，軸承自身游隙產生；2.軸或孔中心線與基準面之間的垂直度誤差，該誤差主要由結構件的形位誤差以及過渡累積誤差決定。由于上述誤差的存在，該方法精度較低，很難達到角秒級別，且最終的結果無法量化測量，對后續的工作帶來了較大的不確定性。<br>中國專利申請CN200910228959.X公開了一種“高精度搖擺臺回轉軸線方位引出方法及裝置”，其目的是將高精度搖擺臺的回轉軸線與被試設備的方位進行對準安裝，該回轉軸線的引出方法是將光學六面體安裝在搖擺臺上，將搖擺臺臺面旋轉90度，使其嚴格垂直于水平面，用一臺自準直經緯儀將光學六面體的光學法線所在面調整至與水平面平行；再將搖擺臺臺面旋轉至水平狀態，用自準直經緯儀照準光學六面體的光學法線并將水平置為0度，然后利用另一臺自準直經緯儀瞄準被試設備，通過轉換，將被試設備的方位與搖擺臺軸線對齊。然而，該方法存在一些缺陷：1.該方法的原理建立在高精度搖擺臺本身具有高精密的角度輸出以及置水平功能的基礎上，對于光電穩瞄系統的精密回轉軸系并不適用。2.該方法需要用到專用引出裝置(包括光學六面體)，兩臺自準直經緯儀、一臺電子水平儀，需要建立兩次光學基準并進行基準的傳遞，架設、調整操作較為復雜且系統誤差較大。該專利方法是特別針對被試設備在搖擺臺上進行搖擺試驗前的對準安裝而專利技術，并沒有將虛擬的回轉軸線與其他基準建立空間位置關系，無法使用到后續的裝調、操作過程中。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決現有的精密軸系回轉軸線標定技術中存在的問題，為實現回轉軸線的標定提供一種結構簡單、便于操作的裝置，以及一種高精度、高效率、且和上級產品有關聯的方法。本專利技術的技術方案為：所述一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：由自準直平行光管和可調式反射鏡組件組成；所述自準直平行光管的分劃板為十字分劃板；所述可調式反射鏡組件包括軸系轉接板、陽極球頭座、陰極球頭座和平面反射鏡；所述軸系轉接板固定在待測精密軸系端面；所述陽極球頭座一側面帶有球形凸起，另一側面與軸系轉接板固定連接；所述陰極球頭座一側面具有與所述球形凸起配對的球形凹窩，另一側面具有平面反射鏡的安裝臺面；所述平面反射鏡固定在所述安裝臺面上；所述陽極球頭座的球形凸起與陰極球頭座的球形凹窩配合，且陽極球頭座與陰極球頭座通過多個調節螺釘連接，通過調整調節螺釘能夠任意調整平面反射鏡的鏡面傾角。進一步的優選方案，所述一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：所述安裝臺面平面度加工誤差不超過0.01mm；所述球形凹窩以及所述球形凸起的表面粗糙度不低于Ra0.8。進一步的優選方案，所述一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：所述平面反射鏡反射面的面形精度要求不低于：光圈數N＝1，局部誤差ΔN＝0.5；平面反射鏡反射面的反射率至少為96％。進一步的優選方案，所述一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：所述調節螺釘為帶有球形螺釘頭的螺釘，陰極球頭座上用于安裝調節螺釘的螺釘孔為球窩螺釘孔。所述一種利用上述裝置標定精密軸系回轉軸線的方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1：調整自準直平行光管的空間位置，使十字分劃板經平面反射鏡的十字分劃反射像進入自準直平行光管的目鏡視場范圍；步驟2：將待測精密軸系作回轉運動，通過自準直平行光管的目鏡觀察十字分劃反射像中心在目鏡視場中作劃圓運動；步驟3：調整調節螺釘，使目鏡中觀察到的十字分劃反射像中心劃圓運動直徑小于設定要求；步驟4：轉動待測精密軸系，使目鏡中觀察到的十字分劃反射像中心處于劃圓運動水平方向最外側，讀取此時十字分劃反射像中心與十字分劃中心在水平方向的偏差角度α；轉動待測精密軸系180°，再次讀取十字分劃反射像中心與十字分劃中心在水平方向的偏差角度β；得到待測精密軸系回轉軸線與自準直平行光管光軸的夾角為(|α|+|β|)/4；步驟5：根據步驟4得到的待測精密軸系回轉軸線與自準直平行光管光軸的夾角，調整待測精密軸系的空間位置，使目鏡中觀察到的十字分劃反射像劃圓運動的中心與十字分劃中心重合，此時待測精密軸系回轉軸線與自準直平行光管的光軸平行。有益效果本專利技術的有益效果體現在以下幾個方面：(一)本專利技術提供的裝置通過軸系轉接板直接連接在回轉軸系上，根據不同產品的待測軸系，可對軸系轉接板進行細微的改造，具有通用性，且操作安裝方便。(二)本專利技術提供的裝置通過陰極球頭座、陽極球頭座以及調整螺釘構成的球頭調整機構，實現了陰極球頭座前端平面反射鏡的萬向調節功能，在軸線標定過程中，可依此調整十字分劃自準反射像的劃圓直徑大小，更有利于操作者判讀劃圓相對自準直光管十字分劃的對稱程度，提高軸線的標定精度。(三)在本專利技術中，整個軸線的標定過程是在精密軸系的回轉狀態下進行的，直接表征回轉軸線的實時狀態，避免了過渡誤差；且本專利技術直接將機械回轉軸線轉化為自準直光管的光軸，直接為產品的后續裝調操作建立了基準。(四)本專利技術通過讀取十字分劃自準反射像劃圈相對自準直光管十字分劃的對稱度誤差，可直接得出回轉軸線的標定誤差量值，可為產品后續正交性裝調計算提供量化依據。附圖說明圖1是本專利技術裝置與精密回轉軸系的關系示意圖。圖2是圖1中所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：由自準直平行光管和可調式反射鏡組件組成；所述自準直平行光管的分劃板為十字分劃板；所述可調式反射鏡組件包括軸系轉接板、陽極球頭座、陰極球頭座和平面反射鏡；所述軸系轉接板固定在待測精密軸系端面；所述陽極球頭座一側面帶有球形凸起，另一側面與軸系轉接板固定連接；所述陰極球頭座一側面具有與所述球形凸起配對的球形凹窩，另一側面具有平面反射鏡的安裝臺面；所述平面反射鏡固定在所述安裝臺面上；所述陽極球頭座的球形凸起與陰極球頭座的球形凹窩配合，且陽極球頭座與陰極球頭座通過多個調節螺釘連接，通過調整調節螺釘能夠任意調整平面反射鏡的鏡面傾角。

【技術特征摘要】
1.一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：由自準直平行光管和可調式反
射鏡組件組成；
所述自準直平行光管的分劃板為十字分劃板；
所述可調式反射鏡組件包括軸系轉接板、陽極球頭座、陰極球頭座和平面反射鏡；
所述軸系轉接板固定在待測精密軸系端面；所述陽極球頭座一側面帶有球形凸起，另
一側面與軸系轉接板固定連接；所述陰極球頭座一側面具有與所述球形凸起配對的球
形凹窩，另一側面具有平面反射鏡的安裝臺面；所述平面反射鏡固定在所述安裝臺面
上；
所述陽極球頭座的球形凸起與陰極球頭座的球形凹窩配合，且陽極球頭座與陰極
球頭座通過多個調節螺釘連接，通過調整調節螺釘能夠任意調整平面反射鏡的鏡面傾
角。
2.根據權利要求1所述一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：所述安裝
臺面平面度加工誤差不超過0.01mm；所述球形凹窩以及所述球形凸起的表面粗糙
度不低于Ra0.8。
3.根據權利要求1或2所述一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：所述
平面反射鏡反射面的面形精度要求不低于：光圈數N＝1，局部誤差ΔN＝0.5；平面
反射鏡反射面的反射率至少為96％。
4.根據權利要求3所述一種標定精密軸系回轉軸線的裝置，其特征在于：所述調節<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：左曉舟，張燕，楊海成，姜峰，惠剛陽，王中強，劉偉光，王章利，劉欣，
申請(專利權)人：西安應用光學研究所，
類型：發明
國別省市：陜西;61