СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОГРАННОГО ЗЕРКАЛЬНОГО СКАНЕРА Российский патент 1997 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к техническим средствам с оптическим сканированием и может быть использовано при изготовлении развертывающих узлов телевизионной и тепловизионной аппаратуры.

Широко известны сканирующие системы, в которых используется зеркальный сканер, выполненный в виде двух усеченных многогранных пирамид, жестко соединенных меньшими основаниями. Известно оптико-механическое сканирующее устройство, в котором такие многогранные пирамиды выполнены с возможностью вращения относительно друг друга.

Такие сканеры требуют высокой точности размещения отражающих граней относительно друг друга. Поэтому в зависимости от решаемых задач известно много способа изготовления и сборки многогранников.

Известен способ сборки многогранного отражателя путем наклейки плоских зеркал на цилиндрическое основание (заявка Японии N 60-49291, кл. G 02 B 26/10, 1985).

Известен способ сборки многогранника, в котором соседние грани скреплены между собой при помощи канавок с эластомерным материалом, а каждое зеркало наклеивают на пластины с болтами для регулировки угла наклона (заявка Великобритании N 1556687, кл. G 02 B 27/27, 1979).

Известно устройство, в котором реализуется способ изготовления многогранника, заключающийся в закреплении зеркальных призм на базовой поверхности барабана с последующей операцией юстировки каждой призмы (авт. св. СССР N 1154634, кл. G 02 B 26/10, 1985).

Известен способ сборки многогранного сканера при помощи микрометрического манипулятора и измерительных датчиков (заявка Великобритании N 1584067, кл. G 02 B 27/17, 1981).

Все эти известные способы требуют специальных юстировочных приспособлений для установки заданных углов между зеркальными гранями, что усложняет процесс изготовления сканера.

Наиболее близким к изобретению является более технологичный и простой способ изготовления многогранного зеркального сканера, включающий операции изготовления зеркальных элементов, установки на плоскую базовую поверхность в креплении их к базовой поверхности в положении контакта с центральным технологическим цилиндром (авт. свид. СССР N 1553941, кл. G 02 B 26/10, 1990).

Известный способ индивидуального изготовления сканера не обеспечивает высокой производительности в массовом производстве.

Задачей изобретения является повышение производительности изготовления многогранных зеркальных сканеров при сохранении точности размещения плоских зеркал относительно друг друга.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления зеркального многогранного сканера, включающем операции установки и крепления заготовок на плоских базовых поверхностях, заготовки размещают на приспособлении в виде призмы по меньшей мере с двумя базовыми поверхностями, выполненными под углом к оси призмы, заготовки в виде усеченных конических многогранников устанавливают на базовые поверхности с возможностью дискретного поворота с помощью делительного механизма, а крепят эти заготовки к базовым поверхностям в положении совмещения одной из граней каждой заготовки в одну плоскость, перпендикулярную оси призмы и в этой плоскости ведут обработку заготовки режущим инструментом. Дискретный поворот заготовки для обработки соответствующих граней сканера можно производить с помощью различных делительных устройств, но наиболее целесообразно это делать с помощью простого и надежного делителя, выполненного в виде плоско-параллельного многогранника и упорной линейки. Для того, чтобы получить внутренние напряжения в заготовках от затяжки винтов или болтов не влияли на плоскостность рабочих зон зеркальных граней сканера, места крепления заготовок к базовым поверхностям выбирают ближе к нерабочим зонам сканера, в частности в зонах, противолежащих ребрам заготовок. При изготовлении сканера с множеством жестких уголковых отражателей на базовые поверхности приспособления устанавливают заготовки в виде двойных усеченных конических многогранников, соединенных меньшими основаниями и обработку режущим инструментом ведут поочередно.

На фиг. 1 изображена призма с заготовками сканеров; на фиг. 2 узел дискретного поворота заготовки, на фиг. 3 вариант изготовления сканеров с уголковыми отражателями.

Способ реализуется при помощи устройства, содержащего призму 1 (фиг. 1), под углом α к оси 2 которой выполнено не менее двух базовых поверхностей 3, на которых через плоско-параллельные многогранники 4 установлены и закреплены винтами 5 заготовки 6 в виде усеченных конических многогранников. При этом одна из граней 7 каждой заготовки 6 размещена в плоскости 8, перпендикулярной оси 2. Плоско-параллельный многогранник 4 одной из своих боковых граней 9 находится в беззазорном контакте с упорной линейкой 10 (фиг. 2), жестко скрепленной винтами 11 с призмой 1. Такая сборка при закреплении ее вала 12 в шпинделе станка позволяет обрабатывать одновременно по одной грани 7 каждой заготовки 6 сначала грубым, а затем более тонким режущим инструментом для доводки до зеркальной поверхности с высоким коэффициентом отражения и очень малыми ошибками по плоскостности граней, а точный поворот заготовок на базовых поверхностях 3 обеспечивают выполнение заданных углов между гранями каждого сканера.

В условиях оптического производства на одной установке были изготовлены два сканера с шестью уголковыми отражателями, выполненными в одном массиве (фиг. 3). Для изготовления сканеров каждая базовая поверхность 3 на призме 1 располагалась под углом a 45^o±20 к оси 2 призмы, а параллельность плоскостей многогранников 4 была выполнена с допуском ±10''. Заготовки сканеров из сплава Амг6, соединенные винтами с многогранниками 4 устанавливались на базовые поверхности и плотно прижимались к упорным линейкам 10. Окончательная обработка зеркальных граней 7 велась методом алмазного точения.

В результате готовые сканеры имели следующие характеристики:
общая плоскостность зеркальных граней была с точностью до 3-х интерференционных полос (N=3 полосы);
точность местной плоскостности не выходила за пределы 0,3 полосы (D N= 0,3 полосы),
точность углов между гранями была не хуже 1';
точность двугранных углов также не выходила за пределы 1';
коэффициент отражения зеркальных граней был в пределах 0,94-0,96.

Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при изготовлении развертывающих узлов телевизионной и тепловизионной аппаратуры. Сущность изобретения: способ заключается в том, что заготовки сканеров в виде усеченных конических многогранников устанавливают на базовые поверхности приспособления и обработку режущим инструментом ведут в плоскости, в которую устанавливают одну из граней каждой заготовки . 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ изготовления многогранного зеркального сканера, включающий операции установки и крепления заготовок на плоских базовых поверхностях, отличающийся тем, что заготовки размещают на приспособлении в виде усеченной пирамиды по меньшей мере с двумя базовыми гранями, заготовки в виде усеченных пирамид устанавливают на базовые поверхности с возможностью дискретного поворота с помощью делительного механизма, крепят их к базовым поверхностям в положении совмещения одной из граней каждой заготовки в одну плоскость перпендикулярно оси призмы, и в этой плоскости ведут обработку заготовок режущим инструментом. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дискретный поворот заготовок производят с помощью упорных линеек и прямых призм с числом граней равным числу граней сканера. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что крепление заготовок к базовым поверхностям осуществляют в зонах, противолежащих ребрам заготовок сканера. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что на базовые поверхности приспособления устанавливают заготовки в виде двойных усеченных конических многогранников, жестко соединенных меньшими основаниями, а обработку режущим инструментом ведут поочередно.