[發明專利]基于大數據分析的智能環拋交叉修復調撥系統

有效

• 申請號: 201810215356.5
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108694268B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 邵建達;楊明紅;吳倫哲;徐學科
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G06F16/28
• 分類號: G06F16/28;G06F16/25;G06K9/62;G06Q50/04
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發明公開了一種基于大數據分析的環拋智能交叉修復調撥系統，其結構示意圖如下所示，包括面形數據獲取模塊、交叉修復匹配分析模塊、智能存取調撥模塊；面形數據獲取模塊包括靜置恒溫單元和面形檢測單元，通過數字化干涉儀來獲取元件全口徑反射面形、透射面形及材料非均勻性分布等數據；交叉修復匹配分析模塊包括數據分類單元、指標提取單元、數據分析單元、分析結果驅動單元，功能是對獲取的面形數據進行處理、分析、判斷，最終形成最佳交叉修復匹配方案；智能交叉修復調撥模塊包括元件存儲單元和自動傳輸單元，根據交叉修復匹配方案對元件進行自動存取調撥。本發明的智能交叉修復調撥系統應用在多工位環拋機群批量加工過程中，利用多樣化的第一面面形分布和多樣化的拋光模面形變化特性，基于大數據分析進行匹配決策，整個過程智能控制，有效提升交叉修復命中率和面形控制效率，具有很強的實用性。

技術領域

本發明屬于光學冷加工領域，具體涉及大口徑釹玻璃元件的批量化環拋加工。

背景技術

在高功率激光系統中，為獲得理想的光束聚焦質量，精密光學元件需要滿足嚴格的全頻段波前誤差和表面質量要求。環拋技術具有優異的低中高頻誤差控制以及多工位批量化加工能力，成為高精度大口徑平面元件加工的主要技術途徑。

大口徑釹玻璃平板元件是激光系統的工作物質，是ICF激光驅動器中的關鍵元件之一。釹玻璃元件環拋加工的難度來自于其超大的長寬比和徑厚比以及較大的熱膨脹系數，加工過程中元件容易變形，進而出現像散、塌邊等局部面形誤差；同時受環境溫濕度波動、拋光模溫度敏感性、批次穩定性等眾多因素的影響，其面形變化具有不確定性的特點。現有環拋加工工藝的主要技術特點是動態拋光，即在元件面形由高到低或由低到高的動態變化過程中去“抓”出合格產品。這種工藝直接導致元件面形在加工過程中存在周期性變化。

此外，考慮釹玻璃元件的厚度為40mm，4ppm的材料非均勻性引起的透射波前分布PV值為0.303λ(57°入射)，已經與透射波前指標要求1/3λ相當。按目前的釹玻璃材料均勻性控制水平，均勻性導致的透射波前分布難以控制到忽略不計的程度，需要通過上下兩個表面的面形匹配補償，才能加工出合格的釹玻璃元件。對于分布各異的上表面面形和材料均勻性分布，所需要的下表面面形也各不相同。

上述工藝現狀增加了釹玻璃元件面形控制的難度，使得單臺設備的加工效率難以大幅提升。滿足不了高功率激光系統動輒上千片的釹玻璃元件精加工需求。

發明內容

本發明提供一種基于大數據分析的智能環拋交叉修復調撥系統，該系統在待加工片充足、多工位批量加工的情況下，利用多樣化的拋光盤面形走勢，根據大數據分析結果，自動生成元件和工位之間的最佳交叉修復加工方案，可以大幅提升釹玻璃元件面形批量加工效率。

本發明的技術解決方案為：一種基于大數據分析的環拋機群智能交叉修復調撥系統，包括面形數據獲取模塊、交叉修復匹配分析模塊、智能存取調撥模塊。

所述的數據獲取模塊是通過激光平面干涉儀來獲取元件加工后的全口徑面形數據；所述的交叉修復匹配分析模塊包括數據分類單元、指標提取單元、數據分析單元及分析結果驅動單元；所述的數據分類單元是根據面形數據的文件名對獲取的面形數據進行分類，形成分類數據庫，所述的指標提取單元是從面形數據中提取峰谷值(PV)、離焦(P)、像散(A)和剩余峰谷值(PVr)指標，并存放在相應的分類數據庫中，形成面形指標庫，所述的數據分析單元通過面形指標判斷元件是否合格，并對不合格的元件進行面形數據分析，生成交叉修復匹配方案，所述的分析結果驅動單元是利用計算機把交叉修復匹配方案轉化為可執行的指令，通過以太網傳送至所述的智能存取調撥模塊，并驅動所述的智能存取調撥模塊完成元件在加工、檢測、存儲各設備之間的自動調撥。

進一步的，所述的面形數據獲取模塊包括靜置恒溫單元和面形檢測單元，所述靜置恒溫單元用來消除元件加工后殘存的熱應力，同時多工位設計滿足檢測節拍需求；所述的面形檢測單元用來獲取元件加工后的面形數據，必要時，可利用子口徑移動拼接裝置實現大口徑元件的全口徑面形檢測。