Способ центрирования линз

ЗОВЗНИВМ ЭТВЛОННОЙ ОСИ. проецирование на поаиционно-регистрирующую систему отраженных от поверхностей линзы пучков света и совмещение их с эталонной осью СДНИГОВНМИ И КЭСЗТЕЛЬНЫМИ движениями ЛИНЗЫ. .о В известном способе реализуется воз МОЖНОСТЬ ЗВТОМЗТИЗЭЦИИ процесса ЦВНТОИрования, однако он имеет существенные недостатки. Преждевсего это влияние на точность центрирования вибраций тепловыхдеформаций корпуса и поперечных смещений позиционтес-регистрирующей системы. Кроме того. в погрешность центрирования аддитивной составляющей входит погрешность выставления эталонной оси относительно оси вращения шпинделя. Известен также способ. включающийоперации определения положения проек ций центра качания поворотной части патрона и центров кривизны двух поверхностей линзы на оси вращения шпинделя. последовательного формирования изображения-марки в автоколлимационную точку первой и второй поверхностей, совмещения центров кривизны первой ивторой поверхностей линзы сосью вращения шпинделя. ы Однако необходимость совмещения- центра кривизны одной из поверхностей А линзы с плоскостью центракачания пово- .ротной части патрона при помощи специальной переходной оправки существенно снижает точность обработки оправленных ЛИНЗ И ОПТИЧЭСКИХ УЗЛОВ ВВИДУ НЕДОСТЭТОЧ ной жесткости консольной системы патрон оправка - линза. особенно при большой длине консоли. Допустимый диапазон изменения длины переходной оправки ограничивает диапазон радиусов поверхностейсобе не учитьтвается влияние радиальных смещений центра КЗЧЭНИЯ ПОЕОрОТНОЙ час 10лимвтора. в результате влияния оптического клина. что влечет за собой и погрешность в результатах расчета радиальных координаттий патрона относительно оси вращения ШПИНДВЛЯ. ЧТО ТБКЖВ СНИЖЭВТ ТОЧНОСТЬ ЦЕН трирования.Наиболее близким по техническому решению является способ центрирования,который включает в себя операции определения положения проекций центракачания поворотной части патрона и центра кривиз НН ДВУХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛИНЗЫ на ОСЬ ВРЭЩЕяния шпинделя, определения радиальных координат центракачания поворотной части патрона. последовательного фор 50МИРОВЭНИЯ ИЗОБВЗЖЕНИЯ марки В-ЭВТОКОЛлимационных точках поверхностей линзьь определения радиальных координат центра кривизны этих поверхностей. расчета ради БТИ.апьных координат промежуточной точки из математических выраженийи перемещения центра кривизны второй ло верхности линзы в эту точку. совмещения центров кривизны первой и второй поверхностей линзы с осью вращения шпинделя. Однако операция определения радиальных координат центра качания поворотной части патрона является весьма трудоемкой, соизмерима по времени с совокупностью остальных операций. входящих в способ центрирования. что ведет к снижеНИЮ ПООИЗВОДИТВЛЬНОСТИ ТЗХНОЛОГИЧЗСКОГО процесса центрирования. Кроме того. приИСПОПЬЗОВЭНИИ ОДНОСТОРОННВ расположенНОГО ЗВТОКОППИМЭТОВЭ ВОЗНИКЗЗТПОГРЕШ ность вопределении радиальных координат центра кривизны одной из поверхностей линзы. расположенной дальше от автокол промежуточной точки. Из этого следует. что для высокой точно сти центрирования необходимо неодно кратно. повторять весь ряд операций по известному способу центрирования, чтопроцесса и уменьшению производительно В случае. когда радиальные координаты центров кривизны поверхностей линзы ирасчет координат промежуточной точки осу ществляется с учетом влияния оптического клина. требуется сложная вычислительнаятам на оснащение обрабатывающего оборудоааният этой вычислительной. техникой. затратам. связанным сьаксплуатацией ЭВМ (машинное время). а также удлиняет технологический процесс центрирования вследствие необходимости постоянного просчитывания величины погрешности из мерений. а и - . о Целью изобретения является повышение производительности при центрирова нии. л - . . Поставленная цель достигается тем что согласно способу центрировки. содержаще-му операции определения положения про екций центраповоротной части патрона и центров кривизны ДВУХ поверхностей ЛИНзы на ось вращения шпинделя. последовательного формирования изображения марки. автоколпимационного микроскопа в автоколлимационные точки поверхностейлинзьпопределения радиальных координат центров кривизны этих поверхностей. рас чета радиальных координат промежуточной точки. перемещения одного из центров кривизны поверхностей линзы в промежуточнуюточку и совмещения центров кривизны первой и второй поверхностей линзы с осью вращения шпинделя. вместо операции опРЕДЕПЕНИП ВЭДИВЛЬНЫХ координат ЦЕНТРЕ качания поворотной части патрона, перед операцией определения положения центраповоротной части патрона и проекций цен- гтров кривизны двух поверхностей линзына ОСИ ВПЗЩЕНИЯ ШПИНДВЛЯ, СОВМВЩЭЮТцентр КЭЧЭНИЯ поворотной ЧЗСТИ патрона С ОСЬЮ ВПЗЩЭНИЯ ШПИНДЕПЯ. а ПОСЛЕ опе- рации формирования изображения маркиавтоколлиматора и автоколпимационные точки поверхностей линзы вводится операция совмещения центра кривизны первой поверхности линзы. ближайшей к автоколлиматору. с осью вращения шпинделя. при чем контроль перемещения в расчетнуюпромежуточную точку и совмещения центров кривизны двух поверхностей линзы с осью вращения шпинделя осуществляют по автоколлимационной точке поверхности.На фит изображено положение центра качания поворотной части патрона после установки патрона на шпиндель на фиг.2 положение центра качания поворотной части патрона после его совмещения с осью вращения шпинделя на фиг.3 - схема пространственного расположения центров кривизны поверхностей центрируемой линзы на фиг.4 схема совмещения центра кривизны поверхности линзы. блиркайшей к автоколлиматоруус осью вращения шпинделя на фиг.5 схема установки центра кривизны в промежуточную точку по первому варианТУ на фипб схема установки центров кривизны на ось 2 (ось вращения шпинделя) по первому варианту на фил схема установки центра кривизны в промежуточную точку по второму варианту на фиг.В - схема установки центров кривизны поверхностей пинзы на ось 2 по второму варианту.Устанавливают патрон З, имеющий поворотную часть 4 и сдвиговую часть 5 накачания поворотной части 4 патрона 3 с осью вращения шпинделя 2 (фиг.2).По первому варианту линзу 1 устанавливают на шпиндель 2 при помощи патрона 3 с поворотной частью 4 и сдвиговой частью 5. Определяют координату 2 ц центра качания Ц поворотной части 4 патрона 3. координаты 21 и 22 центров кривизны 01 и 02 перой и второй поверхностей линзы 1(фиг.3). Последовательно формируют изображение марки автоколлимационного мик ПОСКОПЗ б В ЭВТОКОЛПИМЭЦИОННУЮ ТОЧКУпервой поверхности линзы 1. ближайшей к автоколлимационному микроскопуб. а затем в-автоколпимационную точку второй поверхности линзы 1. дальней от автоколлимационного микроскопа б. при этом центр кривизны 01 первой поверхности линзы 1 приводами поворотной части 4 и сдвиговой части 5 патрона 3 совмещают с осью вращенияшпинделя 2. а дляцентра кривизны 02 второй поверхности линзы 1 определяют радиальные координаты - Х 2. 3/2 (фиг.4). Затем с учетом исходного пространственного полежания центра качания Ц поворотной части 4 патрона 3 и центров кривизны 01 и 02 поверхностей линзы 1. из условия выставле ния оптической оси линзы. проходящей че-рез центры кривизны 01 и 02 параллельно оси. рассчитывают координаты промежуточной точки П Хп и Кадалее формируют изображение марки автокоппимационного микроскопа 6 в автокоппимационную точку первой поверхности линзы 1 и центр кривизны 01 этой поверхности приводами поворотной части 4 патрона 3 перемещают в точк-у П с координатами Хп. Ул (ФИгБ). Затем сдвиговой частью 5 патрона 3 совмещают центр кривизны 01 первой поверхности линзы 1 с осью 2 (фипб). выводя при этом на ось 2 также центр кривизны 02 второй поверхности пинэы 1 .По второму варианту центрирования линзы 1 совмещение центра качания поворотной части 4 патрона 3 с осью вращения шпинделя (фиг.1. 2). определение исходных пространственных координат центра качания Ц поворотнойчасти 4 патрона 3 и центров кривиэны 01 и 02 поверхностей линзы 1(фиг.3). а также совмещение центра кривизны 01 первой поверхности линзы 1 с осью 2д д и определение радиальных координат центра кривизны 02 (Фит) осуществляют анелогично первому варианту.После совмещения центра кривизны 01 с осью 2 и определения координат центра кривизны 02 определяют координаты Хп иЦентр кривизны 01 первой поверхности линзы 1 перемещают сдвиговой частью 5 патрона 3 в промежуточную точку П (фигЛ). а затем совмещают поворотной частью 4 патрона З с осью 2. при этом центр кривизны О второй поверхности линзы 1 также выводится на ось 2 (филе).Проанализировав формулы (1). (2) и (3). н). можно записать обобщающие формулы. пригодные для расчета радиальных координат Х и т промежуточной точки П по первому и второму вариантам выполнениясти центрирования радиальная-юстировка. угловая юстировка знак т при последовательности центрирования угловая юстировка. радиальная юстировка. -в Предлагаемый способ был испытан в установке прецизионной обработки элементов тзьтсокоразрешающих объективов присовмещении центров кривизны двух повердхностей линзы в оправе с осью вращения шпинделя.При этом патрон 3 был выполнен соизмерения углового положения для измерения радиальных координат центров кривиз-ны поверхностей центрируемых линз. Исходя из того. что данный способ позволяет центрировать линзы с широким диапазоном радиусов их поверхностей на одном патроне, который стационарно закреллялся на шпинделе устройства. центр сферической направляющей. выполненной в патроне 3 по оптической технологии с попатрона 3 на шпиндель 2 выставлялся на ось вращения шпинделя. для этой целибрали измерительную головку приборасферической направляющей патрона 3 и автем перемещениями патрона добивались. чтобы децентрировка сферической направ ПЯЮЩЕЙ СОСТЗВПЯЛЭ ВЕЛИЧИНУ соизмери мую с величиной радиального биения шпинделя. В нашем случае эта величина была равна 5- 10 мм. После этого установили центрируемую линзу 1.Принимая за начало координат точку В, МОЖНО Записать 2 ц 1. Нгде-П. расстояние от вершины сферической направляющей поворотной части 4 до опорной поверхности патрона 3 -Н радиус сферической нап равляющейгН - высота патрона 1 2 ц. 2 т - соответственно координаты центра качания Ц поворотной части 4 патрона Зсферической направляющей поворотной ча-сти 4 (фит). т у Автоколлимационный микроскоп Б содержал автоколлимационную трубку сорегистрирующей системы в виде линейного фотометрическом клина с установленным за ним фотоприемником.п расстояние от базового торца К патрона З до центра кривизны 1-й поверхности линзы 1.1 В и Н были измерены в процессе изготовления патрона универсальными изме рительными средствами.Далее проецировали изображение марки автоколлимационного микроскопа- 6 в автоколлимационнуъо точку первой по верхности линзы 1. ближайшей к автоколли 9 1755086матору. и. наблюдая изображение марки. перемещениями поворотной части 4 и сдвиговой части 5 патрона Зсовмещали центр кривизны этой поверхности с осью вращения шпинделя (фигА). После этого строили изображение марки автокоппимационного микроскопа 6 в автоколлимационную точку второй поверхности линзы. дальней от автоколпиматора, и определяли радиаль НЫЕ КООрДИНаТЫ центра КВИБИЗНЫ ЭТОЙ ПОЗатем рассчитывали координаты промежуточной точки по известным формулам,но с учетом проведенных операций совмещения центра качания поворотной части 4 патрона Зи центра кривизны первой поверхности линзы 1 с осью вращения шпинделя.ДЛЯ ПОСЛЕДОВЗТВЛЬНОСТИ УГЛОВЗЙ ЮСТИ ПОВКЗ - радиальная ЮСТИПОВКЖДля последовательности радиальная юстировка угловая юстировкаВыбрав для центрировки последовательн-ость угловая юстировка- радиальная юстировка. строили изображение марки автоколпимационногомикроскопа Б в автоколлимацианную точку первой поверхностилинзы 1. ближайшей к автоколлиматору. и перемещали центр кривизны этой поверхности в точку П с координатами Ха. Ул приводами поворотной части 4 патрона З(фиг.5). а затем приводами сдвиговой части 5 патрона 3 привели на ось вращения(фипб). При этом децентрировка поверхностей линзы 1 при чувствительности позици онно-чувствительной регистрирующей.. системы автоколлимационного микроскопа Б 0.О 001 мм не превысила 0.001 мм. что в значительной мере определяется погреш НОСТЯМИ ВРЭЩВНИЯ ШПИНДВЛЯ И ИЗМЕПИТЕЛЬДЛЯ СРБВНСНИЯ ПРОВВЛЙ центрировку- зтой же линзы по известному способу. Приэтом центр качания поворотной части 4 патрона 3 оставался выставленным на ось вращения шпинделя.Формировали изображение марки автоколлимационного микроскопа б в автоколдимационную точку первой поверхности дИНЗН. ИЗМЕРЯПИ радиальные координаты Центра кривизны этой поверхностив автокоплимационную точку второй повер хности и определяли радиальные координаты центра кривизны этой поверхностиПо результатам измерений рассчитали координаты промежуточной точкидля последовательности центрирования угловая ЮСТИПОВКЭ радиальная ЮСТИРОВКЭСПосле этого приводами поворотной части 4 патрона З перемещали центр кривизны второй поверхности линзы в точку с координатами Хп и Ул, а затем приводамисдвиговой части совмещали с осью враще-НИЯ шпинделя . Для контроля вновь проецировали изображение мэрки автоколпимационного микроскопа в авъоколлимационную точку первой поверхности линзы и измеряли децентрировку этой поверхности. Величина децентрировки составила 0.0028 мм, у. Сравнивая полученное значение с результатами. полученными при центрировании по предлагаемому способу, можносделать вывод. что оптический клин вы-ЗНВЗВТ ЗНЭЧИТВЛЬНУЮ погрешность при определении радиальных координат поверхностей. рассматриваемых через оптическую среду. И для того, чтобы добиться соизмеримых величин децентрировкщ полученных двумя способами центрирования технологический цнклпо известномуспособу необходимо повторить как мини- .мум еще один раз.В известном способе центрировки линз точность центрировки определяется точностью совмещения центров кривизны двух поверхностей линзы с осью вращения шпинделя Однако при односторонне расположенном автоколлиматоре при рассмотрении автоколлимационной точки от второй поверхности линзы. расположенной дальше