一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法

    技术2025-05-26  36


    本发明涉及一种装配方法,具体涉及一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法。


    背景技术:

    1、反射镜作为大口径光学系统的关键部件,对系统成像质量具有决定性的作用。随着空间遥感技术的发展,空间光学系统逐步向长焦距、大口径的方向发展。然而,随着光学遥感器口径的不断增大,反射镜的重量随之增加,自重、热变形等问题对反射镜镜面的面形精度产生影响,为了解决这些问题,通常采用新材料的应用或改善支撑结构等,而采用轻量化结构的反射镜是最实际、最有效的方法。但是,从一定意义上讲,轻量化是以牺牲反射镜的绝对刚性为代价的,对于一定的支撑结构形式,当轻量化达到一定程度后,反射镜对装配应力十分敏感,由此导致的反射镜变形问题尤为突出,此时,如何实现反射镜的微应力装配成为决定系统装配成败的决定性因素。

    2、如图1和图2所示,现有的反射镜一般包括主镜1、中心轴2、主镜座3、主镜压板4,中心轴2安装在主镜1的中心孔内,并在两者轴孔配合处设置有主镜胶垫7、主镜钢垫6和主镜压圈5,在主镜座3的反射面与主镜1连接处设置有主镜压板4;其中,中心轴2和主镜1的中心孔采用小间隙配合,中心轴2承担主镜1的全部重量。由于中心轴2支撑结构简单,因此多用于口径<600mm的主镜。

    3、对于中心轴支撑的主镜,当主镜的轻量化率达到60%时,由于刚度不足会带来以下问题:

    4、1、由于中心轴与主镜的中心孔形位公差不匹配,导致主镜压圈压紧时产生像散;2、胶粘剂固化过程中产生的胶粘应力会导致主镜的面形变差;3、难以保证在重力环境下装配的主镜在空间状态中面形良好。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是解决现有中心轴支撑的主镜,在其轻量化率达到60%,由于刚度不足,会存在中心轴与主镜的中心孔形位公差不匹配,导致主镜压圈压紧时产生像散和难以保证在重力环境下装配的主镜在空间状态中面形良好的技术问题,而提供一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法。

    2、为实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:

    3、一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:

    4、步骤1、在中心轴的外周面、主镜的背面及主镜座的背面分别标记用于装配的多个相位;

    5、步骤2、将主镜的反射面朝下,放置于支撑盘上,再将中心轴初步装入主镜的内孔中;

    6、步骤3、选择中心轴的其中一个相位与主镜座对应的一个相位作为初始相位进行配对装配,再旋转主镜,选择主镜对应的一个相位作为初始相位进行配对装配;

    7、步骤4、翻转主镜至反射面朝上,依次安装主镜胶垫、主镜钢垫、主镜压圈至主镜的反射面,并对主镜压圈进行预紧,完成主镜部件的装配;

    8、步骤5、将主镜部件安装至回转检测架上,搭建检测光路,检测主镜在初始相位的面形,若面形满足预设要求,则依次检测其余相位的面形;若其余相位的面形不能全部满足预设要求,在面形最差的相位调整主镜压圈的旋入程度,使得该相位的面形满足预设要求,再次检测其余相位的面形;若全部满足预设要求,该配合相位即作为最佳轴孔配合相位,则执行步骤7;若不能全部满足预设要求,则执行步骤5;

    9、步骤6、松开主镜压圈,旋转主镜,选择下一个相位进行配对装配,并对主镜压圈进行预紧,返回步骤5;

    10、步骤7、安装主镜压板,完成反射镜的装配。

    11、进一步地,步骤7具体为:

    12、步骤7.1、向中心轴的注胶孔内注胶,根据胶的特性,确定中心轴旋转固化的旋转频次及时间,胶干后检测中心轴的面形精度,保证满足技术指标要求;

    13、步骤7.2、向主镜座的注胶孔内注胶,胶干后检查主镜座的面形精度,保证满足微应力装配要求;

    14、步骤7.3、安装主镜压板,并向主镜压板的注胶孔注胶;

    15、步骤7.4、向主镜压圈涂抹防松胶,完成反射镜的装配。

    16、进一步地,步骤7.3具体为:

    17、安装主镜压板,并在其与主镜接触位置垫两层聚酰胺膜,向主镜压板的注胶孔注胶,待胶层固化后抽掉一层聚酰胺膜,保证胶层与主镜不接触。

    18、进一步地,步骤1中,所述的多个相位为四个,分别为0°、90°、180°和270°;

    19、步骤3中,选择中心轴的0°相位与主镜座的0°相位作为初始相位进行配对装配,选择主镜的0°相位作为初始相位进行配对装配。

    20、进一步地,步骤1中,所述的多个相位为三个,分别为0°、120°和360°;

    21、步骤3中,选择中心轴的0°相位与主镜座的0°相位作为初始相位进行配对装配,选择主镜的0°相位作为初始相位进行配对装配。

    22、进一步地,步骤1具体为:

    23、先对中心轴、主镜、主镜座和主镜压板进行清洁,再在中心轴的外周面、主镜的背面及主镜座的背面分别标记可用于安装的多个相位。

    24、进一步地,步骤1中:

    25、采用记号笔在中心轴的外周面、主镜的背面及主镜座的背面分别标记可用于安装的多个相位。

    26、进一步地,步骤2中,通过导向套将中心轴装入主镜的内孔中。

    27、本发明的有益效果是:

    28、1、通过对主镜、中心轴和主镜座进行多相位最佳轴孔配合相位寻优,从而减小反射镜装配中主镜压圈对面形的影响,同时提高组件装配过程中的面形指标的稳定性;并在多个相位进行面形检测,从而解决地面装调重力对检测结果的影响,从而避免空间微重力状态下反射镜面形发生较大变化,从而影响成像质量。

    29、2、根据胶的特性,确定中心轴旋转固化的旋转频次及时间,从而解决由于胶粘剂分布不均局部收缩应力大导致的镜面变形问题。



    技术特征:

    1.一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于,步骤7具体为:

    3.根据权利要求2所述的一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于,步骤7.3具体为:

    4.根据权利要求1-3任一所述的一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于:

    5.根据权利要求1-3任一所述的一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于,

    6.根据权利要求1-3任一所述的一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于,步骤1具体为:

    7.根据权利要求6所述的一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于,步骤1中:

    8.根据权利要求1所述的一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法,其特征在于:


    技术总结
    本发明属于反射镜装配领域,具体涉及一种中心轴支撑高轻量化反射镜装配方法。该方法包括以下步骤:步骤1、标记相位;步骤2、将中心轴初步装入主镜的内孔中;步骤3、选择中心轴的一个相位与主镜座一个相位进行配对装配,再旋转主镜,选择主镜一个相位进行配对装配;步骤4、翻转主镜,依次安装相关部件至主镜的反射面;步骤5、将主镜部件安装至回转检测架上,搭建检测光路,检测主镜的面形;步骤6、若面形满足要求,则执行步骤7,反之,松开主镜压圈,旋转主镜,选择下一个相位进行配对装配,返回步骤5;步骤7、安装主镜压板,完成反射镜的装配。本发明可以减小反射镜装配中主镜压圈对面形的影响,解决地面装调重力对检测结果的影响。

    技术研发人员:王鹏,刘军鹏,孙笑敩,牛源,许洪嫪
    受保护的技术使用者:中国科学院西安光学精密机械研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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