一种物镜加工装置 |
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| 申请号 | CN202011409727.7 | 申请日 | 2020-12-04 | 公开(公告)号 | CN112643061B | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所; | 发明人 | 郎松; 巩岩; 胡慧杰; 张艳微; 王宏伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及光学镜片制造技术领域，具体提供一种物镜加工装置，包括：机床，设在机床上的机床 主轴 ；六轴并联位移台，固定在所述机床主轴上；所述六轴并联位移台供物镜安装；靶标，与所述六轴并联位移台相对分布； 图像采集 组件，用于采集所述靶标通过安装于所述六轴并联位移台的物镜所成的像；控制机构，与所述图像采集组件、六轴并联位移台电连接，控制所述六轴并联位移台运动，以使所述六轴并联位移台调整所述物镜的 位置 。控制机构控制六轴并联位移台运动，以能够调整物镜相对机床主轴的位置，通过六轴并联位移台自动地对物镜位置的调整，使得物镜的光轴与机床主轴的轴线进行自动的重合调整。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种物镜加工装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种物镜加工装置技术领域[0001] 本发明涉及光学镜头制造技术领域，具体提供一种物镜加工装置。 背景技术[0002] 物镜的定心与齐焦是物镜制造的关键工艺。该步工序通常是在所有的镜片与物镜外镜筒组装完成后，车削半成品的物镜的外镜筒，加工出用于物镜安装的齐焦螺纹，为确保加工后的物镜符合国际标准和互换性要求，一方面需满足定心要求，即齐焦螺纹的机械轴与物镜的光轴重合；另一方面，需满足齐焦要求，齐焦距离是指齐焦螺纹的定位面到物镜焦平面的距离，齐焦距离应符合国际标准值45.06±0.005mm。 [0003] 现有的技术公开了一种用于对物镜进行定中与齐焦的装置，具体为：参见图10，其包括机床主轴，穿设在机床主轴上的固定轴，固定轴的右端设有碗状部，机床主轴的内部呈中空腔，机床主轴的右端端面上设有碗状的安装槽，固定轴的内部呈第二中空腔，安装在第二中空腔内的安装轴，安装轴的右端伸出安装槽的槽口外，以供待加工的物镜套接；固定轴的左端伸入机床主轴的中空腔内，使固定轴与安装槽的槽底的接触位置形成摆动支点104；并且在机床主轴的径向设置多个安装孔，每个安装孔内设有调节螺栓，调节螺栓的内侧端抵接在固定轴的外壁面上，其的外侧端位于机床主轴外，并设有锁紧螺母。 [0004] 在定心过程中，若需要对待加工物镜的俯仰角进行调整时，人手动松开锁紧螺母，通过摆动或转动固定轴，固定轴的碗状部在安装槽内摆动，以调整物镜的俯仰角，从而使得机床主轴与物镜的主轴调整平行；鉴于摆动支点对固定轴的径向限制作用，导致仅能将物镜光轴沿着机床主轴的轴向方向进行调整，而不能沿着径向移动调整，因此图10中的物镜的主轴只能够与旋转的机床主轴调平行，并不能将二者的轴线调整重合，进而影响物镜齐焦螺纹的定心精度。同时，在对物镜进行调整时，采用的是手动定心调整的方式，定心调节效率低且存在误差，也即定心的精度低。 [0005] 进一步地，如图10所示，该装置在对车刀刀尖相对齐焦螺纹的定位面的距离进行测量时，采用的是测量尺，人工测量存在误差，难以保证加工后的物镜齐焦距离符合要求。 发明内容[0006] 因此，本发明提供一种物镜加工装置，首先来解决上述的物镜加工装置中，不能实现物镜主轴与机床主轴的重合的调整；并且手动调整方式，也影响定心的精度的问题。 [0007] 一种物镜加工装置，包括：机床，设在机床上的机床主轴；六轴并联位移台，固定在所述机床主轴上；所述六轴并联位移台供物镜安装，以驱动所述物镜做仰俯倾斜运动及径向平移运动；靶标，与所述六轴并联位移台相对分布；图像采集组件，用于采集所述靶标在安装于所述六轴并联位移台的物镜上的成像；控制机构，与所述图像采集组件、六轴并联位移台电连接，控制所述六轴并联位移台运动，以使所述六轴并联位移台调整所述物镜的位置。 [0008] 可选地，上述物镜加工装置结构中，还包括固定在所述六轴并联位移台上的转接件，所述转接件上具有圆形的安装轴，所述安装轴供物镜的内孔套设。 [0009] 可选地，上述物镜加工装置结构中，所述图像采集组件和所述六轴并联位移台分别固定在所述机床主轴的两端上； [0010] 所述图像采集组件包括管镜及相机；所述管镜同轴且可转动地插接在所述机床主轴的内腔中； [0011] 所述相机的光轴与所述管镜同轴地安装在所述管镜上，且位于所述机床主轴外。 [0012] 可选地，上述物镜加工装置结构中，还包括设在机床上的调节机构，所述靶标固定在所述调节机构上，所述调节机构用于调整所述靶标的俯仰倾斜角度及径向位置。 [0013] 可选地，上述物镜加工装置结构中，所述调节机构包括多维调节架及移动机构； [0014] 所述靶标安装在所述多维调节架上；所述多维调节架用于调节所述靶标的俯仰倾斜角度及径向位置； [0015] 所述多维调节架安装在所述移动机构上，所述移动机构驱动所述多维调节架在水平面上往复滑动。 [0016] 可选地，上述物镜加工装置结构中，所述移动机构包括沿机床主轴的轴向延伸的第一导轨；及沿机床主轴的径向延伸的第二导轨； [0017] 所述第二导轨可滑动地设在所述第一导轨上，所述多维调节架固定在所述第二导轨上。 [0018] 可选地，上述物镜加工装置结构中，还包括固定在所述移动机构上的螺纹车刀以及外圆车刀，所述螺纹车刀和所述外圆车刀分别沿所述机床主轴的径向与所述多维调节架间隔分布。 [0020] 为此，上述的物镜加工装置结构中，还包括设在所述靶标与所述六轴并联位移台之间的激光对刀仪。 [0021] 可选地，上述物镜加工装置结构中，还包括空心的壳体，所述壳体固定在所述移动机构上； [0022] 所述壳体内设有照明部件，所述靶标的内侧端固定有圆柱形的安装筒，所述安装筒与所述多维调节架固定连接，及所述安装筒的外侧端穿设在所述壳体的开口上；所述靶标固定在所述安装筒的外侧端面上。 [0023] 本发明技术方案，具有如下优点： [0024] 1.本发明提供的一种物镜加工装置，包括：机床，设在机床上的机床主轴；六轴并联位移台，固定在所述机床主轴上；所述六轴并联位移台供物镜安装，以驱动所述物镜做仰俯运动及位置转移运动；靶标，与所述六轴并联位移台相对分布；图像采集组件，用于采集所述靶标在安装于所述六轴并联位移台的物镜上的成像；控制机构，与所述图像采集组件、六轴并联位移台电连接，控制所述六轴并联位移台运动，以使所述六轴并联位移台调整所述物镜的位置。 [0025] 此结构的物镜加工装置中，通过将六轴并联位移台固定在机床主轴上，然后将待加工的物镜安装在该六轴并联位移台上，图像采集组件用于采集靶标经过所述物镜所成的像。 [0026] 控制机构控制六轴并联位移台进行运动，以驱动所述物镜俯做仰俯运动及位置转移运动，能够调整物镜相对机床主轴的位置，通过六轴并联位移台自动地对物镜进行位置的调整，不仅能调节物镜光轴相对机床主轴的倾斜，还能将物镜光轴与机床主轴调同轴，使得物镜的光轴能够与机床主轴的轴线进行自动的同轴调整，进而不断调整图像采集组件采集到的靶标通过物镜上的成像的清晰度以及对准率，实现物镜的光轴能够与机床主轴的轴线能够准确的同轴设置，进而实现在后续对物镜进行加工时，使得物镜能够具有精准的定心，克服由于手动调整物镜相对机床主轴的位置，导致加工的物镜定心精度较差的缺陷，再结合控制机构的控制，能够全自动化完成定心。 [0027] 2.本发明提供的物镜加工装置中，还包括设在所述靶标与所述六轴并联位移台之间的激光对刀仪。借助激光对刀仪，精确标定出物镜待加工的齐焦螺纹的定位面到外圆车刀刀尖的距离，借助数控机床导轨的运动精度，精确保证齐焦距离，克服采用测量尺造成的人工测量存在误差以及难以保证加工后的物镜齐焦距离符合要求的缺陷。 [0029] 4.本发明提供的物镜加工装置中，一次装夹物镜，能分别完成物镜的定心、齐焦及物镜齐焦螺纹的加工。这样既保证了物镜齐焦螺纹机械轴与物镜光轴的同轴度，又保证了齐焦螺纹的定位面与物镜光轴的垂直度。附图说明 [0030] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0031] 图1为本发明的实施方式中提供的加工装置整体结构示意图； [0032] 图2为图1所示的图像采集组件与靶标以及车刀的位置结构示意图； [0033] 图3为定位面与车刀以及靶标的距离计算示意图； [0034] 图4为转移件与物镜之间的安装轴的位置结构示意图； [0035] 图5为图2中A处结构放大示意图； [0036] 图6为图2中B处结构放大示意图； [0037] 图7为转移件与机床主轴的位置结构示意图； [0038] 图8为物镜为标准物镜，对靶标面进行垂直调节时的十字叉丝与相机光轴的位置变化结构示意图； [0039] 图9为物镜为被加工镜，对被加工镜与机床主轴进行同轴设置时，靶标的十字叉丝与相机光轴的位置变化结构示意图； [0040] 图10为现有技术中物镜的镜筒与机床主轴之间的位置结构示意图； [0041] 附图标记说明： [0042] 1‑机床；11‑机床主轴； [0043] 2‑六轴并联位移台；3‑靶标；31‑十字叉丝像； [0044] 4‑图像采集组件；41‑管镜；42‑相机；43‑十字刻线； [0045] 5‑物镜；51‑定位面；6‑转接件；61‑安装轴； [0046] 7‑调节机构；71‑多维调节架；72‑第一导轨；73‑第二导轨；74、机床排刀座； [0047] 8‑车刀；81‑外圆车刀；82‑螺纹车刀；9‑激光对刀仪； [0048] 10‑壳体；101‑照明部件；102‑安装筒；103‑镜筒；104‑支点；105‑机床主轴；106‑固定轴；107‑测量尺；108‑定心控制系统；109‑数控机床控制系统。 具体实施方式[0049] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0050] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0051] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0052] 实施例 [0053] 本实施例记载了一种物镜加工装置，该加工装置用于对物镜5进行定心以及齐焦，并在物镜的外圆面上车削出齐焦螺纹，使齐焦螺纹的机械轴与物镜光轴重合同时使齐焦螺纹的定位面与物镜的光轴垂直，参见图1‑图7，该加工装置包括机床1、六轴并联位移台2、靶标3、图像采集组件4以及控制机构，其中机床1上设有机床主轴11，该六轴并联位移台2固定在该机床主轴11上，将物镜5放置在该六轴并联位移台2上。 [0054] 该图像采集组件4和六轴并联位移台2分别固定在机床主轴11的两端上，采用控制机构与图像采集组件4、六轴并联位移台2进行电连接，控制机构控制该六轴并联位移台2进行运动，六轴并联位移台2在运动的过程中能够驱动所述物镜做俯仰倾斜运动及径向平移运动，进而能够调整物镜5相对机床主轴11轴线的位置。 [0055] 上述六轴并联位移台驱动物镜的运动，具体包括驱动该物镜5绕机床主轴的轴线所在的Z轴的转动及沿Z轴方向的移动，绕垂直于Z轴的X轴的转动及沿X轴的移动，及绕垂直于Z轴的Y轴的转动及沿Y轴的移动。也即，六轴并联位移台能够驱动物镜六个自由度运动，以改变物镜的仰俯倾斜角度和径向位置，以调整物镜5的光轴相对机床主轴11的轴线位置，使得六轴并联位移台2在控制机构的控制下能够自动调整物镜5的位置，进而实现物镜5的光轴与机床主轴11重合的效果，提高物镜5的定心精度。 [0056] 在具体使用时，利用六轴并联位移台2对物镜5进行多维角度的调节，保证物镜5的光轴能够与机床主轴11进行精确的重合调整，实现自动化定心，定心精度和效率更高，使用六轴并联位移台2不仅能调节物镜光轴相对主轴的倾斜，还能使二者调同轴，使得定心精度得到提高。 [0057] 上述控制系统包括定心控制系统108和数控机床控制系统109，其中，定心控制系统108根据图像采集组件采集靶标经物镜的成像信息，来控制驱动六轴并联位移台运行，以实现对物镜自动定心的调节，提高定心效率，能够全自动化完成定心工序，从而节约定心时间。 [0058] 本实施例中，上述靶标3与该六轴并联位移台2相对分布，在六轴并联位移台2上还固定设置转接件6，该转接件6上具有圆形的安装轴61，物镜的内孔套设在该安装轴61上，该靶标3相对六轴并联位移台2的一侧面上具有靶标面，在该靶标面上设有十字叉丝，该十字叉丝通过在物镜5上成十字叉丝像31，图像采集组件4用于采集该十字叉丝像31，通过观测图像采集组件4采集到的十字叉丝像31的中心的运动情况及其与图像采集组件4的十字刻线43的中心的位置关系，来判断物镜的光轴与机床主轴11是否同轴。 [0059] 转动机床主轴，当图像采集组件4采集到的十字叉丝像31的中心作圆周运动时，说明物镜的光轴与机床主轴11的轴线不同轴；通过六轴并联位移台2自动调节物镜5的位置，只有当图像采集组件4采集到的十字叉丝像31的中心不作圆周运动且其与图像采集组件4的十字刻线43的中心完全重合时，物镜的光轴才与机床主轴11同轴。 [0060] 具体地，上述图像采集组件4包括管镜41及相机42，该管镜41同轴且可转动地插接在上述机床主轴11的内腔中，该相机42的光轴与该管镜41同轴地设置，并安装在该管镜41上，并且位于机床主轴11外设置，在机床主轴11与该管镜41之间通过导电滑环可转动连接，导电滑环通过电缆给六轴并联位移台2旋转导电，定心控制系统108与导电滑环之间也设有电缆，并通过电缆将控制信号传递给导电滑环，导电滑环将控制信号输送给六轴并联位移台2，对六轴并联位移台2起到控制的作用，控制六轴并联位移台2运动，在六轴并联位移台2调整物镜5的光轴相对机床主轴的轴线的位置时，定心控制系统108在对六轴并联位移台2传输控制信号的同时，也能够将相机采集到的成像通过线缆将图像信息传递给定心控制系统108，以在定心控制系统108中进行图像显示，实现定心控制系统能够实时对六轴位移台控制的效果。 [0061] 本实施例中，还包括设在机床1上的调节机构7，将上述靶标3固定在该调节机构7上，用于调整靶标3的Y轴位移及仰俯角度。 [0062] 其中，调节机构7包括多维调节架71及移动机构，靶标3安装在该多维调节架71上，该多维调节架71能够调节靶标3的俯仰角及Y轴位移，将该多维调节架71安装在移动机构上，利用该移动机构驱动该多维调节架71在水平面上的Z轴和X轴上往复滑动，在多维调节架71和移动机构的配合下，对靶标仰俯角、及在X轴、Y轴及Z轴上的位置进行调整。 [0063] 可选地，多维调节架71可以采用四维调节架或者五维调节架，能够对靶标进行多维角度的调整。 [0064] 对于转移机构而言，如图1和图2所示，上述移动机构包括沿机床主轴11的轴向(Z轴)延伸的第一导轨72以及沿X轴方向延伸的第二导轨73，其中第二导轨73可滑动地设在第一导轨72上，第二导轨73以及多维调节架71均分别通过对应的驱动电机进行驱动，第二导轨73的驱动电机与数控机床控制系统109电性连接，数控机床控制系统109可以控制驱动电机进而实现控制第二导轨73相对第一导轨72的位置，进而实现调整多维调节架71相对物镜5的位置； [0065] 将多维调节架71固定在第二导轨73上，在第二导轨73沿着第一导轨72进行滑动运动时，能够带动多维调节架71在第一导轨72上进行滑动运动，进而实现调整靶标3相对机床主轴11的位置。 [0066] 其中，如图2所示，在将该多维调节架71安装在该第二导轨73上时，可以通过空心的壳体10将多维调节架71安装在第二导轨73上，该壳体10固定在移动机构的第二导轨73上，该壳体10内还设置照明部件101和安装筒102，将上述多维调节架71设置在该壳体10内。 [0067] 照明部件101与该多维调节架71依次设置在该壳体10的内部，可选地，安装筒102呈圆柱形设置，将该安装筒的内侧端与多维调节架71固定连接，上述靶标3的内侧端固定在该安装筒102上，该安装筒102的外侧端穿设在壳体10的开口上，然后将该靶标3固定在安装筒102的外侧端面上，多维调节架能够调节安装筒102的俯仰角以及Y轴方向的位置，进而在多维调节架和第一导轨、第二导轨配合下，可对靶标进行俯仰角及X、Y、Z轴方向的位置进行调节。 [0068] 如图2所示，在该照明部件101与靶标3之间还设置了匀光板，能够在靶标相对照明部件倾斜时，匀光板对照明部件发出的光进行均匀发散并照射在靶标上。 [0070] 本实施例中，还包括固定在移动机构上的车刀，该车刀沿X轴方向与多维调节架71间隔分布。具体地，如图2所示，该车刀8包括螺纹车刀82和外圆车刀81，螺纹车刀82和外圆车刀81通过机床排刀座74安装在移动机构上。 [0071] 其中，在将待加工的物镜5的光轴调整到与机床主轴11的轴线重合，利用外圆车刀81对物镜5的齐焦螺纹外圆面进行车削加工，在完成对物镜5的齐焦螺纹外圆面车削完成后，将该外圆车刀81从移动机构上拆卸下或者给螺纹车刀82让位，利用该螺纹车刀82对物镜5进行螺纹车削加工。 [0072] 其中，为了能够准确地对物镜5齐焦，即加工出齐焦螺纹的定位面，以下简称定位面，还可以在靶标3与上述六轴并联位移台2之间设置激光对刀仪9，激光对刀仪9用于靶标面安装时，将靶标面与机床主轴的轴线调节垂直以及确定靶标面和车刀8的位置，通过激光对刀仪9计算靶标面与外圆、螺纹车刀82刀尖的轴向距离，进而计算出靶标3的靶标面在相机上清晰成像时，物镜5的定位面51到外圆、螺纹车刀82刀尖的轴向距离，完成物镜5的定位面51的定位，借助激光对刀仪，精确标定出物镜待加工的齐焦螺纹的定位面到外圆车刀81刀尖的距离，借助上述控制机构中的数控机床导轨的运动精度，精确保证齐焦距离。 [0073] 本实施例中物镜加工装置对物镜的定心、齐焦及齐焦螺纹的加工工作过程： [0074] 第一、被加工物镜的定心： [0075] S1：先取标准物镜安装于转接件6上，六轴并联位移台2位置归零，由于标准物镜完成定心，故而标准物镜的光轴与机床主轴、转接件上的安装轴的轴线实现了同轴安装，在将标准物镜安装到转接件上后，保持标准物镜不动，沿Z轴、X轴方向移动靶标3，数控机床控制系统109输出控制信号到驱动电机以驱动第二导轨73在第一导轨72上移动，靶标3在第一导轨72和第二导轨73上移动并靠近该标准物镜，进而启动多维调节架71以调整靶标3的俯仰倾斜角及径向位置，通过多维调节架71不断调整靶标3相对标准物镜的俯仰倾斜角和径向位置，使得相机42的成像面上能够呈现清晰的十字叉丝像31，且该十字叉丝像31与相机42成像面上的十字刻线43重合，此时说明完成了靶标3相对机床主轴的调节，即靶标面上的十字叉丝与机床主轴垂直且十字叉丝的中心与机床主轴共线。 [0076] 具体地，参见图8，首先，观察相机42成像面上的十字叉丝像31，若十字叉丝像31部分清晰部分模糊，说明靶标面不与机床主轴11垂直，运用多维调节架中的俯仰倾斜调节旋钮对靶标3进行俯仰角调节，直至相机42成像面上的十字叉丝像31完全清晰，这样就完成了靶标面与机床主轴11的轴线垂直的调节，其中通过数控机床控制系统控制排刀座和第二导轨的移动，实现将靶标面靠近物镜以及调整物镜相对机床主轴的轴线的效果； [0077] 其次，再利用定心控制系统控制机床主轴11转动，进一步观察相机42成像面上的十字叉丝像31，此时由于标准物镜已经完成过定心，若靶标面的中心与机床主轴的轴线重合，那么十字叉丝像31的中心点与相机成像面上的十字刻线43中心点重合，若二者不重合，说明靶标面的中心不与机床主轴11的轴线重合，则运用多维调节架71对靶标3进行径向平移调节，直至十字叉丝像31中心与相机42成像面上的十字刻线43的中心重合，这样就完成了靶标面中心与机床主轴11的轴线共线的调节。 [0078] S2：取下标准物镜，将被加工物镜套接在转接件6上，已经完成标定的靶标仅随排刀座做Z向移动，靠近物镜，直至相机成像面上接收到清晰的十字叉丝像31。转动机床主轴，观察十字叉丝像31中心的运动情况，反馈给定心控制系统，定心控制系统根据反馈情况控制六轴并联位移台运动，驱动该被加工物镜做俯仰倾斜运动及径向平移运动，直至十字叉丝像31中心与相机成像面上的十字刻线中心完全重合且不随其做圆周运动，实现将被加工物镜光轴与机床主轴共轴的调节效果。 [0079] 参见图9，转动机床主轴11，通过观察相机42的成像面上采集到的十字叉丝像31中心的运动情况，来判断被加工物镜的光轴与机床主轴11的轴线是否共轴。 [0080] 当观察到在相机42采集到的十字叉丝像31中心作圆周运动时，说明该被加工物镜的光轴不与机床主轴11平行，需要控制机构控制六轴并联位移台2运动调整被加工物镜做仰俯或倾斜运动，直至十字叉丝像31中心不随相机成像面上作圆周运动，实现该被加工物镜的光轴与机床主轴11平行的调节。 [0081] 进一步地，观察十字叉丝像31中心与相机成像面上的十字刻线中心是否重合，若二者不重合，说明该被加工物镜的光轴不与机床主轴11仅平行但不共线。需要控制机构控制六轴并联位移台运动调整被加工物镜做径向平移运动，直至十字叉丝像31中心与相机成像面上的十字刻线中心重合，完成被加工物镜的光轴与机床主轴11共线的调节，即完成了被加工物镜的定心。 [0082] 第二、被加工物镜的齐焦及齐焦螺纹的加工 [0083] 对刀，计算出靶标3清晰成像时，被加工物镜的齐焦螺纹的定位面51距离车刀8(包括外圆车刀和螺纹车刀)的刀尖，轴向距离d2，完成被加工物镜的齐焦螺纹的定位面51的定位，即被加工物镜的齐焦，参见图3，计算d2的方法如下： [0084] S3：在S2中，将被加工物镜的定心调节完毕后，沿Z轴和X轴移动机床排刀座74，在靠近机床主轴11的方向上将壳体10在移动机构上沿Z轴和X轴进行移动，直至靶标3的靶标面经过激光对刀仪9时停止，此时，记录靶标3的移动量ΔZ1； [0085] S4：将壳体10沿X轴方向移动ΔX1的距离，给车刀8让出空间，再沿Z轴移动车刀8，直至车刀8刀尖经过激光对刀仪9时，记录车刀8刀尖的移动量ΔZ2，由此，可以得出靶标面到车刀8刀尖的距离d1＝ΔZ2。 [0086] S5：将靶标3沿X轴的正方向上移动，并再次移动ΔX1的距离退回至主光路上，再沿Z轴方向移动ΔZ3＝ΔZ1+ΔZ2的距离，将靶标3退回至靶标3清晰成像时的位置，此时被加工物镜的定位面51到靶标面的距离即为齐焦距d0，则物镜的定位面51到车刀8刀尖的轴向距离d2＝d0+d1＝d0+ΔZ2＝d0+ΔZ3‑ΔZ1，d0的数值为已知数值，由此计算出车刀8的刀尖需要向被加工物镜的定位面51移动的距离，完成了被加工物镜的定位面51的定位。 [0087] S6：先利用外圆车刀81对被加工物镜的齐焦螺纹的外圆和定位面车削加工，再利用螺纹车刀82对被加工物镜的外螺纹进行车削加工，完成被加工物镜5的齐焦和齐焦螺纹的加工。 [0088] 具体操作为：将靶标3远离机床主轴11的X轴方向移动，给外圆车刀81让出空间，然后启动旋转机床主轴11，并让外圆车刀81沿靠近机床主轴11上的被加工物镜5的方向进给d2的距离，开始车削物镜5的齐焦螺纹的外圆和定位面，完成齐焦螺纹的外圆和定位面车削后，再利用螺纹车刀82对被加工物镜进行车削外螺纹；其中数控系统控制外圆车刀81的移动和机床主轴的转动，车削出物镜齐焦螺纹的大径和定位面，此时物镜齐焦螺纹的大径的机械轴与物镜光轴同轴，即完成了物镜的定心，且物镜的齐焦螺纹的定位面到焦平面的距离为所需的齐焦距离，即完成了物镜的齐焦；最后换成螺纹车刀82，车削出用于物镜安装的齐焦螺纹，完成了被加工物镜的齐焦螺纹的加工。 [0089] 也即，最佳的实施方式中，物镜加工装置包括机床，设在机床上的机床床身、X轴导轨、Z轴导轨、可绕Z轴旋转的机床主轴、可沿X轴和Z轴移动的机床排刀座74、设在机床排刀座74上的外圆车刀和螺纹车刀、激光对刀仪、数控系统；六轴并联位移台，固定在所述机床主轴上；待加工物镜，通过转接件，固定在所述六轴并联位移台上；靶标及照明组件，固定在所述机床排刀座74上，与所述外圆车刀和螺纹车刀相对分布；图像采集组件，用于采集所述靶标经过所述物镜所成的像；定心控制系统，与所述图像采集组件、六轴并联位移台2电连接。所述定心控制系统控制六轴并联位移台2运动，使其能够根据图像采集组件采集到的靶标像的反馈自动调整所述物镜的位置，最终使得物镜的光轴与机床主轴的轴线同轴。然后，六轴并联位移台保持不动，使用所述激光对刀仪标定靶标清晰成像时靶标面和外圆车刀刀尖的Z轴位置，并将它们的位置反馈给数控系统，数控系统根据相应的算法计算出物镜待加工的齐焦螺纹的定位面到外圆车刀刀尖的距离，最后数控系统控制外圆车刀的移动和机床主轴的转动，车削物镜镜筒外圆，车削出物镜齐焦螺纹的大径和定位面，此时物镜齐焦螺纹的大径的机械轴与物镜光轴同轴，即完成了物镜的定心，且物镜的齐焦螺纹的定位面到焦平面的距离为所需的齐焦距离，即完成了物镜的齐焦。最后换成螺纹车刀，车削出用于物镜安装的齐焦螺纹。 [0090] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 |
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