基于工業(yè)機器人的大口徑光學(xué)元件高效精密磨拋加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備開發(fā)

人工智能

國內(nèi)外大科學(xué)工程研究中如激光聚變，空間光學(xué)，天文望遠鏡等，都對大口徑光學(xué)元件提出了較大的需求和較高的要求，而國內(nèi)大口徑光學(xué)加工制造能力還遠落后于美國，歐洲等國家。隨著國內(nèi)對大口徑光學(xué)元件的需求越來越大，精度越來越高，口徑越來越大，孔徑也不斷增大，適用于大尺寸、非球面、高效、精密的柔性加工技術(shù)已成為制約其發(fā)展和亟待解決的關(guān)鍵問題。利用智能化自動化技術(shù)生產(chǎn)取代傳統(tǒng)手工低效率研磨已經(jīng)成為必然趨勢。為適應(yīng)大口徑光學(xué)元件的加工，結(jié)合現(xiàn)有成熟工業(yè)機器人技術(shù)條件，先進制造裝備及控制實驗室開展了多工具柔性磨拋復(fù)合加工技術(shù)的研究，利用工業(yè)機器人模擬手工研磨鏡面加工技術(shù)，通過在末端關(guān)節(jié)安裝的專門研發(fā)磨拋工具頭對各型大口徑平面及曲面類光學(xué)元件進行高效率研磨加工，還能根據(jù)光學(xué)元件面形檢測得出的誤差結(jié)果，專門開發(fā)了自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件能智能化地在光學(xué)表面相應(yīng)的區(qū)域自動選擇修正工具，并自動通過高效疊代算法得出合適的磨拋材料去除函數(shù)，并生成高精度光學(xué)表面加工程序，有效地控制加工大口徑光學(xué)元件過程中產(chǎn)生的各種誤差，特別是能有效克服“蹋邊問題”，該成套技術(shù)不僅能大大提高大口徑光學(xué)元件的拋光效率和加工精度，另外與采用精密數(shù)

小批量或小范圍應(yīng)用

實現(xiàn)直徑1米的大口徑光學(xué)元件磨拋加工；直徑500mm的平面反射鏡有效口徑范圍面形精度達到PV=0.387λ、rms=0.063λ。