RU2365950C1 - Device for precision rotation of optical elements - Google Patents
Device for precision rotation of optical elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365950C1 RU2365950C1 RU2008100334/28A RU2008100334A RU2365950C1 RU 2365950 C1 RU2365950 C1 RU 2365950C1 RU 2008100334/28 A RU2008100334/28 A RU 2008100334/28A RU 2008100334 A RU2008100334 A RU 2008100334A RU 2365950 C1 RU2365950 C1 RU 2365950C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- elements
- platform
- holes
- ball
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/003—Alignment of optical elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
- F16C25/06—Ball or roller bearings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптико-механическому приборостроению, а именно к регулирующим приспособлениям для оптических элементов, специально предназначенным для юстировки оптических элементов во время сборки оптических систем, в частности таких систем, где важно прецизионно вращать оптические элементы с минимальными отклонениями оси вращения, например для юстировки дифракционных решеток в системах компрессоров чирпированных оптических импульсов.The invention relates to optical-mechanical instrumentation, and in particular to adjusting devices for optical elements, specially designed for aligning optical elements during the assembly of optical systems, in particular those systems where it is important to precisely rotate optical elements with minimal deviations of the axis of rotation, for example, for adjusting diffraction gratings in chirped optical pulse compressor systems.
Известно, что для вращения оптических элементов (ОЭ) в процессе настройки приборов или оптических систем применяют различные механизмы, в том числе подшипники скольжения или качения различных видов (Справочник конструктора оптико-механических приборов, под редакцией М.Я.Кругера, В.А.Панова. Л.: Машиностроение, 1968 г., стр.491-510). При этом для прецизионных настроек ОЭ предпочтительны подшипники качения с насыпными шариками или с шариками, разделенными сепараторами, имеющие на порядки меньший коэффициент трения (kтр=0,001-0,002) и, соответственно, меньший минимальный ход подшипника, чем подшипники скольжения (kтр=0,05-0,4).It is known that for the rotation of optical elements (OE) in the process of tuning devices or optical systems, various mechanisms are used, including sliding or rolling bearings of various kinds (Handbook of the designer of optical-mechanical devices, edited by M.Ya. Kruger, V.A. Panova, Leningrad: Engineering, 1968, pp. 491-510). At the same time, for precision settings of OE, rolling bearings with bulk balls or with balls separated by cages are preferred, having orders of magnitude lower friction coefficient (k tr = 0.001-0.002) and, accordingly, a smaller minimum bearing stroke than sliding bearings (k tr = 0 , 05-0.4).
Известным устройством для вращения ОЭ является столик поляризационного микроскопа (см. рис.30 стр.508 там же). Устройство содержит основание, платформу для крепления поворачиваемых элементов и узел контакта элементов качения в виде однорядного насыпного шарикоподшипника. При этом узел контакта элементов качения представляет собой закрытый шариковый четырехточечный опорный узел (Детали и механизмы приборов, справочник. Б.М.Уваров, В.А.Бойко, В.Б.Подаревский, Л.И.Власенко. Киев, 1987, см. таблицу 5.4 на стр.146), состоящий из трех опорных колец (ОК), между которыми перемещаются элементы качения (шарики). Опорные кольца образуют четыре соосные конусные поверхности для контакта с шариками, расположенные под углом 90° по отношению друг к другу, при этом линии пересечения этих поверхностей в случае идеального изготовления ОК должны представлять собой окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных оси вращения устройства. Но на практике из-за неточностей при изготовлении ОК линии пересечения поверхностей для контакта имеют отклонения от идеальных окружностей, лежащих в плоскости, и представляют собой трехмерные кривые. Вследствие этого при повороте платформы возникают угловые отклонения ее оси и, следовательно, оси закрепленного на платформе ОЭ от оси системы (устройства) в целом, что является основным недостатком такой конструкции. При этом невозможно скорректировать возникающие угловые отклонения в готовом устройстве.A known device for rotating MA is a polarizing microscope stage (see Fig. 30, p. 508 in the same place). The device comprises a base, a platform for fastening the rotatable elements and a contact unit of the rolling elements in the form of a single-row bulk ball bearing. In this case, the contact node of the rolling elements is a closed ball four-point support node (Details and mechanisms of devices, reference book. B. M. Uvarov, V. A. Boyko, V. B. Podarevsky, L. I. Vlasenko. Kiev, 1987, cm Table 5.4 on page 146), consisting of three support rings (OK), between which rolling elements (balls) move. The support rings form four coaxial conical surfaces for contact with the balls, located at an angle of 90 ° relative to each other, while the intersection lines of these surfaces in the case of perfect manufacturing of OK should be circles lying in planes perpendicular to the axis of rotation of the device. But in practice, due to inaccuracies in the manufacture of OK lines of intersection of surfaces for contact have deviations from ideal circles lying in the plane and are three-dimensional curves. As a result of this, when the platform rotates, angular deviations of its axis and, consequently, the axis of the OE fixed on the platform from the axis of the system (device) as a whole arise, which is the main disadvantage of this design. In this case, it is impossible to correct the resulting angular deviations in the finished device.
В ряде случаев для повышения угловой стабильности (уменьшения угловых отклонений оси платформы относительно оси системы в целом) в устройствах вращения оптических элементов используют двухрядные подшипники. К таким устройствам относится, например, модель M-038.DG1, выпускаемая фирмой «Physikinstrumente» (см. www.physikinstrumente). Величина угловых отклонений оси платформы составляет в этом случае не более 75 мкрад или 15,5 угловых секунд. Получение такой величины угловых отклонений достигается за счет усложнения конструкции, т.к. в этом случае необходимо изготовить два одинаковых четырехточечных опорных узла контакта, расположенных друг над другом и имеющих общее опорное кольцо. Это приводит к значительному удорожанию всего устройства в целом. Кроме того, в готовом устройстве нет возможности скорректировать (уменьшить) существующие угловые отклонения.In some cases, to increase the angular stability (reduce the angular deviations of the platform axis relative to the axis of the system as a whole), double-row bearings are used in devices for rotating optical elements. Such devices include, for example, model M-038.DG1, manufactured by the company Physikinstrumente (see www.physikinstrumente). The magnitude of the angular deviations of the axis of the platform in this case is not more than 75 mrad or 15.5 arc seconds. Obtaining such a value of angular deviations is achieved due to the complexity of the design, because in this case, it is necessary to make two identical four-point contact support nodes located one above the other and having a common support ring. This leads to a significant rise in price of the entire device as a whole. In addition, in the finished device there is no way to correct (reduce) the existing angular deviations.
Коммерческий интерес представляет реализованное на практике устройство для точного вращения оптических элементов, например тип 7R170-200 известной фирмы «Standa» (сайт www.standa.lt, каталог 2007 года), наиболее близкое по технической сущности заявляемому устройству. Изделие-прототип содержит основание, платформу для закрепления на ней ОЭ, опорный подшипник в виде трех соединенных с основанием и платформой опорных колец (ОК), образующих четырехточечный опорный узел контакта элементов качения, и регулирующие элементы для предварительного натяга всего устройства в целом. Движение в данном устройстве обеспечивается путем вращения микрометра, неподвижная часть которого зафиксирована в держателе, расположенном на основании, а подвижная часть микрометра упирается в кронштейн, закрепленный на платформе. Данная конструкция является базовой для целого семейства устройств вращения, производимых фирмой «Standa», отличающихся габаритами и вариантами приводов.Of commercial interest is a practical device for the precise rotation of optical elements, for example, type 7R170-200 of the well-known company Standa (website www.standa.lt, catalog 2007), which is the closest in technical essence to the claimed device. The prototype product contains a base, a platform for securing the OE on it, a support bearing in the form of three support rings (OK) connected to the base and the platform, forming a four-point support contact node of the rolling elements, and control elements for preloading the entire device as a whole. The movement in this device is ensured by rotating the micrometer, the fixed part of which is fixed in the holder located on the base, and the moving part of the micrometer rests on the bracket mounted on the platform. This design is the basis for a whole family of rotation devices manufactured by Standa, which differ in dimensions and drive options.
Недостатком прототипа является наличие угловых отклонений оси вращения платформы при ее движении относительно оси устройства в целом, что обусловлено неточностями изготовления опорных колец ОК. Величина угловых отклонений в прототипе составляет 290 микрорадиан (60 угловых секунд) и не поддается коррекции с помощью упомянутого предварительного натяга устройства. Указанный недостаток в той или иной мере свойственен всем устройствам для вращения ОЭ.The disadvantage of the prototype is the presence of angular deviations of the axis of rotation of the platform when it moves relative to the axis of the device as a whole, due to inaccuracies in the manufacture of support rings OK. The magnitude of the angular deviations in the prototype is 290 microradians (60 arc seconds) and can not be corrected using the said preload device. This drawback is in one way or another characteristic of all devices for rotating MA.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка более точного устройства, позволяющего прецизионно вращать ОЭ, имеющего минимальные угловые отклонения оси при вращении платформы (не более двух угловых секунд), за счет возможности контролируемой компенсации неточностей изготовления и сборки всех деталей.The problem to which the present invention is directed is the development of a more accurate device that allows precise rotation of the OE, having minimal axis deviations when the platform rotates (no more than two angular seconds), due to the possibility of controlled compensation of manufacturing and assembly inaccuracies of all parts.
Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для прецизионного вращения оптических элементов, так же как и прототип, содержит основание, платформу для крепления ОЭ и, по крайней мере, три соединенных с основанием и платформой опорных кольца (ОК), установленных с предварительным натягом, которые образуют внутреннюю и внешнюю части опорного узла и содержат поверхности контакта для элементов качения в опорном узле.The technical result is achieved by the fact that the proposed device for the precision rotation of optical elements, as well as the prototype, contains a base, a platform for attaching an OE and at least three support rings (OK) connected to the base and platform, installed with a preload, which form the inner and outer parts of the support unit and comprise contact surfaces for rolling elements in the support unit.
Новым в разработанном устройстве является то, что внутренняя и внешняя части опорного узла выполнены регулируемыми за счет введения дополнительной регулировки, обеспечивающей перемещение элементов качения в одной плоскости.New in the developed device is that the inner and outer parts of the support node are made adjustable by introducing additional adjustment that provides movement of the rolling elements in the same plane.
Такая конструкция устройства повышает точность вращения платформы за счет возможности компенсации неточностей изготовления и сборки всех деталей в уже готовом и собранном устройстве, что позволяет существенно уменьшить угловые отклонения оси вращения платформы и, следовательно, расположенного на ней оптического элемента. Этот результат достигается за счет возможности изгибать опорные кольца, используя их естественную упругость, на те несколько микрометров, которые трудоемко и практически невозможно проконтролировать в процессе изготовления деталей устройства.This design of the device improves the accuracy of rotation of the platform due to the possibility of compensating for inaccuracies in the manufacture and assembly of all parts in the finished and assembled device, which can significantly reduce the angular deviations of the axis of rotation of the platform and, therefore, the optical element located on it. This result is achieved due to the ability to bend the support rings, using their natural elasticity, to those few micrometers that are laborious and almost impossible to control during the manufacturing of device parts.
В первом частном случае реализации разработанного устройства прецизионного вращения целесообразно для регулировки, обеспечивающей перемещения элементов качения в одной плоскости, опорные кольца снабдить фиксирующими втулками, а в основании и в платформе изготовить расположенные осесимметрично по окружностям технологические отверстия, оси которых ориентированы параллельно оси устройства, и снабдить их подстроечными элементами.In the first particular case of the implementation of the developed precision rotation device, it is advisable to adjust the supporting elements to move the rolling elements in one plane, provide the support rings with locking sleeves, and make technological holes located axisymmetrically around the circles, the axes of which are oriented parallel to the device’s axis, and provide their tuning elements.
Во втором частном случае реализации разработанного устройства целесообразно для обеспечения указанной выше регулировки опорные кольца снабдить фиксирующими втулками, в платформе изготовить расположенные осесимметрично по окружности технологические отверстия, оси которых ориентировать параллельно оси устройства, и снабдить их подстроечными элементами, а в основании изготовить два ряда расположенных перпендикулярно друг другу пересекающихся технологических отверстий, размещенных осесимметрично по окружностям в плоскости основания и с его торца, при этом оси отверстий одного ряда ориентировать параллельно оси устройства, а оси отверстий другого ряда ориентировать перпендикулярно оси устройства и каждую пару пересекающихся отверстий снабдить системой передачи горизонтального давления подстроечных элементов в вертикальное усилие, например, с помощью пар шар с клином или шар с шаром.In the second particular case of the implementation of the developed device, it is advisable to provide the support rings with fixing bushings to ensure the above adjustment, to make technological holes located in the platform axisymmetrically around the circumference, the axes of which are oriented parallel to the device axis, and to provide them with trimming elements, and to make two rows located perpendicularly at the base intersecting technological holes arranged axisymmetrically around circles in a plane and from its end face, in this case, orient the axes of the holes of one row parallel to the axis of the device, and orient the axes of the holes of the other row perpendicular to the axis of the device and provide each pair of intersecting holes with a system for transmitting the horizontal pressure of the trimming elements to a vertical force, for example, using pairs of ball and wedges or ball with ball.
В третьем частном случае реализации разработанного устройства целесообразно для обеспечения указанной выше регулировки опорные кольца снабдить фиксирующими втулками, в основании изготовить расположенные осесимметрично по окружности технологические отверстия, оси которых ориентировать параллельно оси устройства, и снабдить их подстроечными элементами, а в платформе изготовить два ряда пересекающихся технологических отверстий, расположенных перпендикулярно друг другу, размещенных осесимметрично по окружностям в плоскости платформы и с ее торца, при этом оси отверстий одного ряда ориентировать параллельно оси устройства, а оси отверстий другого ряда ориентировать перпендикулярно оси устройства и каждую пару пересекающихся отверстий снабдить системой передачи горизонтального давления подстроечных элементов в вертикальное усилие, например, с помощью пар шар с клином или шар с шаром.In the third particular case of the implementation of the developed device, it is advisable to provide the support rings with fixing sleeves to ensure the above adjustment, base the manufacturing holes located axisymmetrically around the circumference, the axes of which are oriented parallel to the axis of the device, and equip them with trimming elements, and make two rows of intersecting technological parts in the platform holes perpendicular to each other, placed axisymmetrically around the circles in the plane of the plateau from the end, while orienting the axis of the holes of one row parallel to the axis of the device, and orienting the axis of the holes of the other row perpendicular to the axis of the device and providing each pair of intersecting holes with a system for transmitting the horizontal pressure of the trimming elements to a vertical force, for example, using pairs of ball and wedges or ball with ball.
Целесообразно в четвертом частном случае реализации разработанного устройства для регулировки, обеспечивающей перемещение элементов качения в одной плоскости, опорные кольца снабдить фиксирующими втулками, в основании так же, как и в платформе, изготовить два ряда пересекающихся технологических отверстий, расположенных перпендикулярно друг другу и размещенных осесимметрично по окружностям. При этом оси отверстий одного ряда ориентировать параллельно оси устройства, а оси отверстий другого ряда ориентировать перпендикулярно оси устройства и каждую пару пересекающихся отверстий снабдить системой передачи горизонтального давления подстроечных элементов в вертикальное усилие, например, с помощью пар шар с клином или шар с шаром.It is advisable in the fourth particular case of the implementation of the designed adjustment device to ensure that the rolling elements are moved in the same plane, to provide the support rings with locking sleeves, in the base, as in the platform, to make two rows of intersecting technological holes located perpendicular to each other and placed axisymmetrically along circles. In this case, orient the axes of the holes of one row parallel to the axis of the device, and orient the axes of the holes of the other row perpendicular to the axis of the device and provide each pair of intersecting holes with a system for transmitting the horizontal pressure of the trimming elements to a vertical force, for example, using pairs of a ball with a wedge or a ball with a ball.
Целесообразно в пятом частном случае реализации разработанного устройства для прецизионного вращения ОЭ для выдерживания заданного расстояния между элементами качения и их положения относительно платформы использовать специальные сепараторы.It is advisable in the fifth particular case of the implementation of the developed device for the precision rotation of the MA to maintain a given distance between the rolling elements and their position relative to the platform using special separators.
В другом частном случае реализации разработанного устройства для прецизионного вращения оптических элементов (ОЭ) целесообразно платформу выполнить с возможностью ее поворота вручную, например, вращением микрометрического винта, закрепленного на основании.In another particular case of the implementation of the developed device for the precision rotation of optical elements (OE), it is advisable to execute the platform with the possibility of turning it manually, for example, by rotating a micrometer screw fixed to the base.
В седьмом частном случае реализации разработанного устройства для прецизионного вращения оптических элементов (ОЭ) целесообразно платформу выполнить с возможностью ее перемещения автоматически, снабдив устройство дистанционно управляемым двигателем.In the seventh particular case of the implementation of the developed device for the precision rotation of optical elements (OE), it is advisable to execute the platform with the possibility of its movement automatically, providing the device with a remotely controlled engine.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:
- на фиг.1 представлен поперечный разрез устройства для вращения ОЭ по п.2 формулы;- figure 1 shows a cross section of a device for rotating a MA according to
- на фиг.2 представлен поперечный разрез устройства для вращения ОЭ по п.3 формулы;- figure 2 presents a cross section of a device for rotating an OE according to
- на фиг.3 представлен поперечный разрез устройства для вращения ОЭ по п.5 формулы;- figure 3 presents a cross section of a device for rotating an OE according to
- на фиг.4 приведена фотография конкретной реализации заявленного устройства;- figure 4 shows a photograph of a specific implementation of the claimed device;
- на фиг.5 представлено схематическое изображение установки, поясняющее проведение настройки (компенсации угловых отклонений) заявленного устройства прецизионного вращения ОЭ;- figure 5 presents a schematic representation of the installation, explaining the settings (compensation of angular deviations) of the claimed device for precision rotation of the MA;
- на фиг.6 приведены графики, показывающие величины угловых отклонений платформы конкретно реализованного устройства до и после регулировки.- Fig.6 is a graph showing the angular deviations of the platform of a specifically implemented device before and after adjustment.
Предлагаемое устройство для прецизионного вращения ОЭ, изготовленное в соответствии с п.2 формулы, содержит опорные кольца 1, 2 и 3 (см. фиг.1). Опорные кольца 1 и 2 закреплены на основании 4 с помощью фиксирующих втулок 5 и 6, обеспечивающих предварительный натяг всего устройства. К подвижной платформе 7 прикреплено опорное кольцо 3 с помощью фиксирующей втулки 8. Опорные кольца 1, 2 и 3 образуют закрытый шариковый четырехточечный опорный узел, внутри которого расположены элементы качения 9. Элементы качения 9, представляющие собой шарики, изготовлены, например, из высококачественной закаленной стали. В частном случае разработанного устройства (по п.6 формулы) элементы качения 9 дополнительно зафиксированы от нежелательных перемещений с помощью сепараторов (на фиг.1 не показаны), расположенных внутри четырехточечного опорного узла. В основании 4 изготовлены технологические отверстия 10, расположенные по окружности осесимметрично относительно оси ОО1 устройства вблизи края опорного кольца 1, и оси отверстий 10 ориентированы параллельно оси ОО1. Внутри отверстий 10 расположены подстроечные элементы 11, выполненные в виде винтов. В платформе 7 выполнены технологические отверстия 12, расположенные по окружности осесимметрично относительно оси ОО1 устройства вблизи края опорного кольца 3, оси отверстий 12 параллельны оси ОО1. Внутри отверстий 12 расположены подстроечные элементы 13, выполненные в виде винтов.The proposed device for precision rotation of the OE, made in accordance with
В частном случае реализации разработанного устройства для прецизионного вращения ОЭ по п.3 формулы, представленном на фиг.2, в основании 4, состоящем из двух деталей 4а и 4б, изготовлены технологические отверстия 10, расположенные по окружности вблизи края опорного кольца 1, и оси отверстий 10 ориентированы параллельно оси ОО1 устройства. Перпендикулярно каждому отверстию 10, пересекая его, с торца основания 4 выполнены отверстия 14, оси отверстий 14 ориентированы перпендикулярно оси ОО1 устройства. В каждой паре пересекающихся отверстий 10 и 14 расположены подстроечные элементы 11 и система 15 передачи горизонтального давления в вертикальное усилие. В качестве системы 15 передачи горизонтального давления подстроечных элементов 11 в вертикальное усилие могут быть использованы пары шар-шар или шар-клин. Технологические отверстия 12 изготовлены в платформе 7 и расположены осесимметрично по двум окружностям вблизи края опорных колец 2 и 3. Внутри отверстий 12 расположены подстроечные элементы 13.In the particular case of the implementation of the developed device for the precision rotation of the OE according to
В соответствии с п.4 формулы в устройстве для прецизионного вращения ОЭ в основании 4 изготовлены технологические отверстия 10, расположенные по окружности вблизи края опорного кольца 1, с размещенными внутри подстроечными элементами 11 (см. фиг.1). При этом в платформе 7 соответственно выполнены пары пересекающихся отверстий 12 и 16, размещенных осесимметрично по окружности (см. фиг.3). В каждой паре отверстий 12 и 16 размещены подстроечный элемент 13 и система 15 для передачи горизонтального давления подстроечного элемента 13 в вертикальное усилие.In accordance with
В соответствии с п.5 формулы в устройстве для прецизионного вращения ОЭ, представленном на фиг.3, опорные кольца 1 и 2 с помощью фиксирующих втулок 5 и 6 закреплены на основании 4. Опорное кольцо 3 с помощью фиксирующей втулки 8 закреплено на платформе 7. Опорные кольца 1, 2 и 3 образуют закрытый шариковый четырехточечный опорный узел, внутри которого расположены элементы качения 9. В основании 4 изготовлены технологические отверстия 10, размещенные осесимметрично по окружности вблизи края опорного кольца 1, оси отверстий 10 расположены параллельно оси ОО1 устройства. Перпендикулярно каждому отверстию 10, пересекая его, с торца основания 4 выполнены отверстия 14, при этом оси отверстий 14 перпендикулярны оси ОО1 устройства. Каждая пара пересекающихся отверстий 14 и 10 содержит подстроечный элемент 11 и систему 15 передачи горизонтального давления в вертикальное усилие. Система 15 для передачи горизонтального давления подстроечного элемента 11 в вертикальное усилие может быть выполнена в виде пары шар-шар или шар-клин. В подвижной платформе 7 устройства изготовлены расположенные осесимметрично по окружности над краем опорного кольца 3 технологические отверстия 12, и оси отверстий 12 ориентированы параллельно оси ОО1 устройства. С торца платформы 7 перпендикулярно отверстиям 12, пересекая их, выполнены технологические отверстия 16, причем их оси перпендикулярны оси ОО1 устройства. В каждой паре пересекающихся отверстий 16 и 12 расположены подстроечные элементы 13 и система 17 для передачи горизонтального давления в вертикальное усилие. В качестве системы 17 передачи горизонтального давления подстроечных элементов 13 в вертикальное усилие могут быть использованы пары шар-шар или шар-клин.In accordance with
Пример конкретной реализации разработанного устройства для прецизионного вращения оптических элементов, изготовленный согласно п.1 и 3 формулы, представлен в виде фотографии на фиг.4. На основании 4 диаметром 200 мм расположена платформа 7 диаметром 192 мм. Диаметр окружности, по которому перемещаются центры элементов качения 9, составляет 140 мм. Для регулировки внутреннего опорного кольца 1 в основании 4 изготовлено осесимметрично двенадцать пар пересекающихся технологических отверстий 14 и 10 с расположенными внутри подстроечными элементами 11 и системой 15 шар-клин для передачи горизонтального давления в вертикальное усилие. Для регулировки наружного ОК 3 и внутреннего ОК 2 в платформе 7 выполнены расположенные по двум окружностям двадцать четыре отверстия 12 с подстроечными элементами 13 в виде винтов (см. фиг.2). В разработанном устройстве для прецизионного вращения ОЭ отклонение оси платформы и расположенного на ней оптического элемента после настройки составляет не более двух угловых секунд.An example of a specific implementation of the developed device for the precision rotation of optical elements made in accordance with
Контролируемую компенсацию микронеточностей изготовления опорных колец 1, 2, 3 с помощью дополнительной регулировки, обеспечивающей перемещение элементов качения в одной плоскости и представленной на фиг.5, осуществляют следующим образом. Предварительно на платформе 7 устройства закрепляется плоское зеркало 18 на обычном оптическом столике 19 с угловой регулировкой. Зеркало 18 вращается вместе с платформой 7 относительно основания 4. Диагностическое излучение лазера 20, отразившись от полупрозрачного зеркала 21, попадает на зеркало 18. В фокальной плоскости линзы 22 расположена ПЗС-камера 23, на матрице которой фиксируется и измеряется смещение центра масс пучка, отраженного от зеркала 18. Полученные данные накапливаются и обрабатываются компьютером 24. Подобная схема измерений позволяет различать угловые отклонения на уровне 10-6 радиан (примерно 0,2 угловых секунды). Вращая платформу 7 устройства прецизионного вращения, с помощью системы диагностики прописываем зависимость величины углового отклонения φ(α) оси платформы 7 и связанного с ней зеркала 18 от угла α вращения всей платформы 7. Анализируя вид кривой отклонений φ(α), принимается решение, какой характер компенсации необходимо применить. Используя несколько подстроечных элементов 11 и 13 (на фиг.5 не показаны) по окружности устройства и контролируя момент их закручивания, создаем распределенное усилие изгиба опорных колец 1, 2 и 3. Угловые отклонения платформы 7 уменьшаются до нескольких единиц угловых секунд, что на порядок меньше по сравнению с прототипом.Controlled compensation of micro-precision manufacturing of support rings 1, 2, 3 with the help of additional adjustment, providing movement of the rolling elements in one plane and presented in figure 5, is carried out as follows. Previously, on the
Таким образом, уменьшение отклонений поворотной платформы 7 осуществляется путем выполнения опорных колец 1, 2 и 3 устройства регулируемыми по вертикали, что обеспечивает перемещение элементов качения в одной плоскости и позволяет решить поставленную задачу.Thus, the reduction of the deviations of the
На фиг.6 приведены зависимости отклонений платформы 7 устройства до и после компенсации отклонений для конкретной реализации устройства, представленного на фиг.4. На графике по оси абсцисс указан угол поворота платформы в градусах, по оси ординат - отклонение оси платформы в микрорадианах (мкрад) относительно положения оси устройства вращения в целом. До компенсации угловые отклонения оси платформы 7 составляли в худшем случае 34 мкрад или 7 угловых секунд (ряд 1). После компенсации в худшем случае угловые отклонения составили менее 9 мкрад или 1,9 угловой секунды (ряд 2), что в 3,5 раза меньше, чем до регулировки.In Fig.6 shows the dependence of the deviations of the
Особенностью работы устройства прецизионного вращения по п.3, 4 и 5 формулы является использование системы передачи горизонтального усилия давления подстроечных элементов 11 и/или 13 в вертикальное усилие, действующее на опорные кольца 1, 2 и 3. При этом доступ к подстроечным элементам 11 и 13 осуществляется с боковой стороны основания 4 и платформы 7 соответственно (см. фиг.2 и 3), что является более удобным вариантом, т.к. часто доступ к элементам 11 с нижней стороны основания 4 и к элементам 13 с верхней стороны платформы 7 затруднен или невозможен. Такие варианты осуществления разработанного устройства позволяют еще более повысить его потребительские свойства.A feature of the operation of the precision rotation device according to
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008100334/28A RU2365950C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Device for precision rotation of optical elements |
PCT/RU2008/000815 WO2009091293A1 (en) | 2008-01-09 | 2008-12-30 | Device for accurately rotating optical elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008100334/28A RU2365950C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Device for precision rotation of optical elements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2365950C1 true RU2365950C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=40885511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008100334/28A RU2365950C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Device for precision rotation of optical elements |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2365950C1 (en) |
WO (1) | WO2009091293A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114302782A (en) * | 2019-08-27 | 2022-04-08 | Slm方案集团股份公司 | Apparatus and device |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110568581B (en) * | 2019-09-09 | 2021-09-03 | 哈尔滨工业大学 | High-precision electric reflector frame |
CN113586871B (en) * | 2021-07-29 | 2022-05-27 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Two-dimensional inclination adjusting mechanism |
CN115728891B (en) * | 2022-11-23 | 2024-10-01 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Alignment device capable of being precisely adjusted and application method thereof |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01202834A (en) * | 1988-02-09 | 1989-08-15 | Fujitsu Ltd | Precise rotary table |
JPH10123428A (en) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Hitachi Denshi Ltd | Rotary stage mechanism |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008100334/28A patent/RU2365950C1/en not_active IP Right Cessation
- 2008-12-30 WO PCT/RU2008/000815 patent/WO2009091293A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Устройство для линейного перемещения 7Т167-50, «STANDA», WWW.STANDA.LT. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114302782A (en) * | 2019-08-27 | 2022-04-08 | Slm方案集团股份公司 | Apparatus and device |
CN114302782B (en) * | 2019-08-27 | 2024-04-26 | 尼康Slm方案股份公司 | Apparatus and system for fabricating three-dimensional workpieces using additive manufacturing techniques |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009091293A1 (en) | 2009-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2365950C1 (en) | Device for precision rotation of optical elements | |
US6603615B2 (en) | Precision positioning apparatus for positioning a component especially an optical component | |
CN109239881A (en) | It is used to support the flexible supporting device and Large Aperture Lenses component of Large Aperture Lenses | |
EP0952490B2 (en) | Lens barrel and projection aligner | |
JP5468379B2 (en) | Bearing device and swing arm assembly for magnetic disk | |
CN105785543A (en) | Micron-level high-precision micro lens array positioning mechanism | |
CN101670539A (en) | Lens edge thickness adjustment device and lens grinding and milling processing method | |
CN201505849U (en) | Lens edge thickness adjusting device | |
EP1817619B1 (en) | Optical mounting for position adjustment in six degrees of freedom | |
JP5610827B2 (en) | Holding device, optical device and astronomical telescope | |
US3112627A (en) | Cylindrical mount for photographic objectives | |
Doel et al. | Assembly, alignment, and testing of the DECam wide field corrector optics | |
RU2348952C2 (en) | Device for precision linear travel of optical devices | |
US6288855B1 (en) | Preloaded device having components with an axially aligned movement | |
Hu et al. | New type of optical fiber positioning unit device for LAMOST | |
WO2015053626A2 (en) | Device for placing at least two rigid lenses and/or mirrors coaxially relative to each other, a lens mount assembly comprising such device, and a manufacturing method therefor | |
CN110682117B (en) | Shaft machining tool and shaft machining method | |
CN102221737B (en) | Fine adjuster for projection photoetching objective | |
Zhang et al. | Error analysis and optimal design of reduction relay lens for field of view stitching applications | |
CN218938615U (en) | Multi-dimensional optical compensation lens adjusting structure | |
CN116626839B (en) | High-precision multi-axis adjusting device for micro lens array | |
CN221303693U (en) | 300Mm caliber dual-band standard lens for transfer function instrument | |
CN109521543B (en) | High-precision eccentricity-eliminating focusing mechanism suitable for general optical system | |
Yin et al. | In situ monitoring and controlling surface shape of the polishing pad in continuous polishing | |
CN112815879B (en) | Five-axis equipment C-axis angular displacement measuring device and measuring calibration method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130110 |