[發明專利]一種加工彎月型薄鏡鏡面的柔性支撐系統

有效

• 申請號: 201310286565.6
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103341806A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 范斌;王洪橋;吳永前
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B41/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明屬于先進光學制造領域，涉及一種光學加工支撐系統，特別大口徑彎月型薄鏡鏡面精密加工中柔性支撐系統。

背景技術

而隨著現代光學制造產業的迅猛發展大口徑反射鏡制造技術朝著口徑越來越大，鏡子厚度越來越薄，面形精度越來越高的方向發展。傳統的大口徑反射鏡加工支撐系統為固定位移的支撐方式，僅對鏡面產生固定作用，屬于被動式支撐系統。由于被動支撐系統和能動磨盤的結構導致這種支撐系統僅能對旋轉對稱的面形殘差有較好的去除量，而對于加工非旋轉對稱的殘差面形加工效果不佳。

傳統支撐系統中采用柔性支撐方式，有效地減少了能動磨盤對主鏡的壓應力和支撐點應力突變情況，然而仍無法優化加工非旋轉對稱殘差問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為有效的彌補傳統加工中支撐系統對加工非對稱殘差問題的不足，提供一種配合大口徑反射鏡加工中使用的底部支撐系統；使加工非對稱殘差面形更加方便和有效，面形更加平滑，減少高頻項。

為了實現上述目的，本發明提供一種加工彎月型薄鏡鏡面的柔性支撐系統，該系統的技術方案含有面形檢測裝置、待加工反射鏡、多個力傳感器、多個柔性支撐、多個氣壓驅動器、多個氣壓控制器、氣泵、計算機及能動磨盤；其中：

面形檢測裝置位于待加工反射鏡上方，用于檢測對待加工反射鏡的面形，獲取待加工反射鏡的面形數據；

每個氣壓控制器的輸入端分別與氣泵連接，每兩個氣壓控制器的輸出端分別與每個氣壓驅動器連接；

氣泵產生穩定壓強的氣源；氣泵為整個系統提供高壓氣體；氣泵產生的高壓氣體通過氣壓控制器傳輸到氣壓驅動器中；

計算機與氣壓控制器連接，計算機發出的數字控制信號對氣壓控制器輸出不同大小的氣壓壓強進行調整控制，計算機生成并輸出氣壓壓強控制信號；

每個氣壓驅動器與氣壓控制器連接，將氣壓壓強控制信號生成并輸出不同大小支撐力數據；

柔性支撐位于力傳感器下面和氣壓驅動器上方；力傳感器的上部與待加工反射鏡的底部固定連接，力傳感器用于支撐待加工反射鏡，氣壓驅動器向柔性支撐施加支撐力，通過柔性支撐將支撐力經過力傳感器傳遞到反射鏡底部；

能動磨盤位于待加工反射鏡的表面，能動磨盤用于對待加工反射鏡上表面進行研磨或拋光處理；

計算機分別連接面形檢測裝置、各氣壓控制器和力傳感器相連，接收帶有面形數據的數字面形信號和監測到支撐力的數字力傳感信號；輸出控制氣壓控制器的數字氣壓控制信號；計算機分析計算能動磨盤在不同位置時的鏡面面形的變化，根據所需的面形變化求解出各氣壓驅動器不同大小的支撐力，再將支撐力轉換為數字信號輸入到氣壓控制器，隨著加工的進行力傳感器實時將受力數據傳回計算機與氣壓驅動支撐裝置結合成閉環控制，保證輸出力的穩定性和準確性；根據能動磨盤工作期間位置的不斷變化，柔性支撐系統也實時調整鏡面面形，達到柔性支撐配合能動磨盤加工大口徑反射鏡面形的目的；計算機中的分析計算單元對面形檢測裝置得到的面形數據進行分析求解，得到配合能動磨盤加工時最佳的面形實時變形方案；再計算出所需要調節的氣壓值，對氣壓控制器進行控制。

本發明的有益效果：本發明通過對待加工面形進行分析得到所需的鏡面面形變化，對支撐系統進行實時控制使鏡面達到所需面形。本發明避免了傳統加工支撐系統無法改變支撐結構的被動支撐方式，增加了氣壓驅動器。減小了加工難度，縮短了加工周期。

附圖說明

圖1為本發明中大口徑反射鏡底部支撐系統示意圖。

圖2為本發明整個數據處理的流程圖。

具體實施方式

為使發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參考附圖，對本發明進一步詳細說明。

本發明是一種加工彎月型薄鏡鏡面的柔性支撐系統，由力傳感器、氣壓驅動器、氣泵及氣壓控制器構成氣壓驅動支撐裝置；應用面形檢測裝置對待加工彎月型薄鏡的面形進行檢測，將得到的面形數據傳入計算機中；計算機分析計算能動磨盤在不同位置時所需的鏡面面形變化。根據所需的面形變化求解出各氣壓驅動器支撐力大小。再將支撐力轉換為數字信號輸入到氣壓控制器；氣壓控制器調整輸出壓強控制氣壓驅動器的輸出力；氣壓驅動器施加支撐力到柔性支撐，再經過力傳感器傳遞到反射鏡底部；根據能動磨盤工作期間位置的不斷變化，支撐系統也實時調整鏡面面形。達到底部支撐系統配合能動磨盤加工大口徑彎月型薄鏡面形的目的。整個支撐系統可以實時控制待加工薄型鏡面面形，配合能動磨盤加工大口徑鏡面面形。該系統有利于加工局部殘差。