本實用新型涉及超精密加工技術領域，尤其涉及一種利用金剛石刀具旋轉的離軸三反成像系統加工裝置。
背景技術：
離軸反射系統具有組件少、無遮攔、長焦距、大視場、寬波段、抑制雜光能力強、調制傳遞函數高等特點，是空間光學系統、天文學和高精度測量系統不可或缺的光學器件。離軸三反系統是其最典型的應用，作為空間望遠鏡的核心部件，可以避免中心遮攔，還能減少系統體積和重量，同時提高系統的成像質量。較傳統共軸反射系統，離軸反射系統具有較好像質和較大視場。然而，傳統系統中反射鏡設計自由度僅限于球面非球面等回轉對稱形狀，這類面形比較適合于共光路系統設計，對于離軸反射系統當需要大視場和小F數的應用時，像質會因像差難以矯正而下降。為此，需要采用光學自由曲面提供更大的設計自由度，使成像質量得以改善。光學自由曲面是一種面形任意、非回轉對稱的光學表面，比較適合于光軸存在偏折變化的離軸系統設計。
一般球面/非球面等回轉對稱形曲面可以通過對稱光軸的特點進行輔助裝調，但光學自由曲面沒有參考面或參考軸，因此，雖然光學性能優良但系統很難進行裝調。目前，常見的自由曲面離軸三反成像系統，一般只有一個自由曲面反射鏡或兩個自由曲面反射鏡，其他曲面仍為傳統回轉曲面，目的就是減少系統裝調難度。在自由曲面離軸系統裝配過程中，一般需要在鏡片側面或反面加工特定的裝配定位面，需要借助干涉儀或定心儀器對鏡片進行逐一調整對正。通常系統裝配的成本和加工成本相當，并且隨著反射系統中鏡片的數量的增加，難度和成本均不同程度的增加。
為降低自由曲面離軸系統的裝調難度，提高系統的整體性能，有的離軸三反系統設計方案將一鏡(主鏡)和三鏡設計在了同一塊毛坯上，形成組合鏡片集成加工而避免兩鏡的裝配。但這種形式仍存在一定的裝調誤差，因為，為了保證二鏡和組合鏡片的裝配精度，一般二鏡需要選用簡單的球面或者非球面，并且需要在兩個鏡片上分別加工定位面。因此，如何最大限度地降低自由曲面離軸系統裝配成本和難度，成為離軸反射成像及超精密加工領域的重要任務，對于進一步推進自由曲面離軸系統的深入應用具有現實意義。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種利用金剛石刀具旋轉的離軸三反成像系統加工裝置，結構簡單，使用方便，采用一體加工方式實現離軸反射系統的加工，避免了裝調誤差，很好的保證離軸三反系統的成像效果，反射鏡可以采用面型更加復雜任意的自由曲面，可以得到更優越的光學性能，反射鏡分布在同一圓周上，可以有效提高加工效率。
為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種利用金剛石刀具旋轉的離軸三反成像系統加工裝置，包括主軸、金剛石刀具和離軸反射系統，所述的主軸安裝于精密機床之上，金剛石刀具安裝于主軸上且其安裝方向與主軸軸線垂直，金剛石刀具隨主軸轉動而旋轉，所述的離軸反射系統放置于直線運動軸Z軸上，其包括安裝架和反射鏡組，所述的反射鏡組包括第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡，三組反射鏡分布于同一圓周上。
作為本方案的優選實施例，所述的主軸以及金剛石刀具的旋轉軸和三組反射鏡分布的圓周的軸線同軸。
作為本方案的優選實施例，所述的主軸和金剛石刀具下部設有X方向運動軌道、Y方向運動軌道和Z方向運動軌道，其XY方向的運動與反射鏡在不同旋轉角度時表面高度有關，所述的Z方向的運動與刀具加工周期有關。
作為本方案的優選實施例，所述的金剛石刀具的回轉圓周半徑小于凹面反射鏡曲率半徑。
作為本方案的優選實施例，所述的金剛石刀具的回轉圓周直徑小于三組反射鏡之間的最小間距。
作為本方案的優選實施例，所述的第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡的位置在同一圓周上，且三組反射鏡面型接近同一圓周曲率。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
結構簡單，使用方便，采用一體加工方式實現離軸反射系統的加工，避免了裝調誤差，很好的保證離軸三反系統的成像效果，反射鏡可以采用面型更加復雜任意的自由曲面，可以得到更優越的光學性能，反射鏡分布在同一圓周上，可以有效提高加工效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本申請實施例的結構示意圖；
圖1中，1、主軸，2、金剛石刀具，3、第一反射鏡，4、第二反射鏡，5、第三反射鏡，6、X方向運動軌道，7、Y方向運動軌道,8、Z方向運動軌道。
具體實施方式
本實用新型提供了一種利用金剛石刀具旋轉的離軸三反成像系統加工裝置，結構簡單，使用方便，采用一體加工方式實現離軸反射系統的加工，避免了裝調誤差，很好的保證離軸三反系統的成像效果，反射鏡可以采用面型更加復雜任意的自由曲面，可以得到更優越的光學性能，反射鏡分布在同一圓周上，可以有效提高加工效率。
為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
如圖1所示，一種利用金剛石刀具旋轉的離軸三反成像系統加工裝置，包括主軸1、金剛石刀具2和離軸反射系統，所述的主軸1安裝于精密機床之上，金剛石刀具2安裝于主軸1上且其安裝方向與主軸軸線垂直，金剛石刀具2隨主軸轉動而旋轉，所述的離軸反射系統放置于直線運動軸Z軸上，其包括安裝架和反射鏡組，所述的反射鏡組包括第一反射鏡3、第二反射鏡4和第三反射鏡5，三組反射鏡分布于同一圓周上。
其中，在實際應用中，所述的主軸1以及金剛石刀具2的旋轉軸和三組反射鏡分布的圓周的軸線同軸，保證三組反射鏡同時進行加工，保證加工精度，提高加工效率。
其中，在實際應用中，所述的主軸1和金剛石刀具2下部設有X方向運動軌道6、Y方向運動軌道7和Z方向運動軌道8，其XY方向的運動與反射鏡在不同旋轉角度時表面高度有關，所述的Z方向的運動與刀具加工周期有關，當刀具旋轉一周時，刀具根據反射鏡在不同角度上的面形分布在X軸和Y軸伺服控制，能實現周向分布上所有反射鏡的全部加工，并沿著Z軸方向進給實現柵線加工，直至加工完所有反射鏡。
其中，在實際應用中，所述的金剛石刀具2的回轉圓周半徑小于凹面反射鏡曲率半徑，從而避免加工時與反射鏡其他部分的干涉。
其中，在實際應用中，所述的金剛石刀具2的回轉圓周直徑小于三組反射鏡之間的最小間距，從而避免加工時與其他反射鏡的干涉。
其中，在實際應用中，所述的第一反射鏡3、第二反射鏡4和第三反射鏡5 的位置在同一圓周上，且三組反射鏡面型接近同一圓周曲率，以避免刀具在X方向上過大的運動量而降低加工效率。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。