Центрирование оптических блоков и линз
Цель занятия — практическое обучение учащихся способам центрирования оптических систем.
Инструмент и оборудование: малый токарный станок — 2-3 шт.; проверяемая оптическая система — 8-10 комплектов; микроскоп -2—3 шт.; источник света — 2—3 шт.
Методика проведения занятия
На вводном инструктаже мастер должен объяснить значение центрирования оптических систем для повышения качества оптических приборов.
Асимметрия оптических компонентов в оправе приводит к нарушению основных технических параметров приборов: оптической оси, качества изображения (допустимые аберрации) и тд.
Центрированием оптических элементов в оправе называется совмещение оптической оси линзовых блоков с геометрической осью вращения оправы.
Основными способами центрирования оптических деталей и блоков в оправах является центрирование по «блику» и автоколлиматору.
Центрирование по «блику» заключается в том, что при вращении оправы с линзами в станке рассматривается «биение» изображения источника освещения (нити лампочки), направленного к внешней поверхности линзы. При этом производят такую настройку положения линз, когда «биение» изображения лампы отсутствует. Затем осуществляют завальцовку линз.
Мастер переходит непосредственно к показу способа центрирования по «блику».
На каждом рабочем сборочном месте мастер устанавливает и закрепляет оправу 1 в патрон 4 малого токарного станка и с помощью тонкого воскового покрытия вставляет в оправу линзу 2. Затем включает лампочку 3, установленную на штативе для подсветки линзы, и в зависимости от наличия проецирующей техники либо показывает всей группе «биение» изображения нити лампочки на специальном экране, либо группа учащихся (из пяти — семи человек) рассматривает эти «биения» на своем рабочем месте через микроскоп или невооруженным глазом.
После того как учащиеся обнаружили заметное «биение», мастер начинает их плавно устранять смещением линзы в направлении, перпендикулярном оси вращения оправы, до полной неподвижности источника света. В таком правильном положении линзы производится ее завальцовка в буртик оправы.
Вследствие нежесткой фиксации при центрировании линза (при завальцовке) может смещаться в пределе 0,01 мм. Такой недостаток присущ данному методу центрирования.
После показа мастером рабочих приемов учащиеся выполняют репродуктивное задание самостоятельно.
В ходе текущего инструктажа мастер должен обратить внимание учащихся на предельную аккуратность выполнения центрирования, так как большие перемещения линз в направлении, перпендикулярном оси вращения оправы, приводят к большим «биениям» источника света. При выполнении центрирования нельзя загрязнять поверхность линзы, прикасаться к ней руками и оставлять масляные пятна.
На заключительном инструктаже мастер должен останавливаться на допущенных учащимися ошибках, произвести групповой разбор выполненных работ и оценить работу каждого учащегося.
В качестве дополнительной информации мастер должен пояснить учащимся метод центрирования оптических деталей по автоколлиматору. Этот метод позволяет достичь высокой точности центрирования (погрешность 3—5 мкм), однако он имеет высокую трудоемкость и требует’ сложной остнастки. Его применяют в основном при серийном производстве. Вначале линзу завальцовывают любым способом. Затем известные «биения» источника света устраняются смещением оправы с линзой относительно вращения шпинделя станка. После этого протачивают цилиндрическую поверхность оправы и ее торцовые поверхности: устанавливается центрирование поверхности оправы относительно оптической оси линзы.
Линзу в оправе устанавливают в специальный патрон, позволяющий смещать ее и разворачивать в различных направлениях. На задней бабке станка закрепляют автоколлимационную трубку.
При перемещении задней бабки станка с автоколлиматором настраивают совмещение центров кривизны линз в оправе и автоколлиматоре. При этом в окуляре автоколлиматора просматривается резкое изображение. Затем регулируют положение подвижного патрона до тех пор, пока в поле зрения автоколлиматора не исчезнет «биение» изображения, т.е. центр кривизны-линзы совпадает с осью шпинделя.