大口径平面快速抛光机床误差模型研究.pdf

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1、大口径平面快速抛光机床误差模型研究米谢瑞清王健陈贤华廖德锋赵世杰(中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳621900)摘要：介绍了大口径平面光学元件快速抛光机床的加工原理。分析了全口径抛光工艺中抛光模与工件之间的精度传递关系。并推导了修整器几何参数对抛光模修整精度及元件加工面形精度的影响规律。对大口径平面快速抛光机床的各项几何误差源进行了分析。并基于多体系统理论。建立了机床修整轴综合空间姿态误差的理论计算模型，详细阐述了机床误差建模过程。关键词：光学元件；抛光；面形精度；机床误差；模型中图分类号：TH161+．2文献标识码：A

2、Researchonerrormodelingoflargeapertureoptical——flatrapidpolishingmachineXIERuiqing，WANGJian，CHENXianhua，LIAODefeng，ZHAOShijie(ResearchCenterofLaserFusion，CAEP，Mianyang621900，CHN)Abstract：Theworkingprincipleoflargeapertureoptical—flatrapidpolishingmachineisintroduced．Ac

3、curacytransferrelationshipbetweenplatenandworkpieceinfullaperturepolishingprocessingisanalyzed，al—SO，effectofconditionergeometricparametersonplatenconditioningaccuracyandworkpiecepolishingaccuracyisdeduced．Thegeometricerrorsofmachinetoolisanalyzed．Acomputationmodelofsy

4、nthe—siserrorofconditioneraxesspacialposeofRPmachineisestablishedbasedonmulti—bodysystemthe—ory，andthemodelingprocessisdetailed．Keywords：opticalcomponent；polishng；surfacefigure；machineerror；modeling大口径平面光学元件作为空间光学系统、极紫外加工机床主要基于机械精度传递和工艺参数数字化控光刻系统、大型激光聚变系统等现代复杂光学系统的制，因此

5、元件的加工精度与机床本身的机械精度密切关键器件，其超精密制造技术是目前国际光学加工领相关。本文详细研究了大口径平面光学元件快速域的前沿研究方向之一。为满足加工表面的匀滑性和抛光机床误差对于元件加工精度的影响规律，确定了完整性，并提高加工效率，该类元件最理想的加工方式影响元件精度的机床敏感误差源，并建立了基于多体是全口径抛光，常见平面抛光机床有单轴抛光机、双面系统理论的机床精度模型，对于改进机床设计、合理分抛光机、大型环抛机等。目前针对全口径抛光加工精配部件精度指标及优化元件加工工艺具有重要意义。度的大量研究L1I4主要集中于抛光模材

6、料、抛光模修1平面快速抛光机精度传递原理整方法、抛光压力或速度、运动轨迹等工艺因素方面，对于机床机械精度对元件加工精度影响的研究则相对平面快速抛光机主要用于大口径平面光学元件的较少。这主要是由于传统的抛光机床本身为非精密机快速抛光，该类机床目前在强激光光学元件加工流程床，机械精度较低(通常为数十微米量级甚至更大)，线中发挥着重要作用J。在平面元件完成成形研磨元件加工精度的控制主要强调工艺经验的积累和总加工后，运用该类型机床对工件表面材料进行大面快结。然而，随着各类光学系统对平面元件的加工精度速抛光，在兼顾加工精度和生产效率的同时，实

7、现光学及效率要求越来越高，为了提高工件加工的确定性及元件的表面／亚表面缺陷层的快速去除，降低缺陷并达可靠性，采用高精度数控加工机床替代传统光学设备到元件纳米级表面粗糙度的抛光加工要求J。平面已是国际先进光学制造技术领域发展的必然趋势。快速抛光是一种典型的全口径抛光方法(如图1所与传统光学加工设备不同，新型超精密数控光学示．)，其特点是抛光过程中工件整个被加工表面同时}国家科技重大专项资助项目(2013ZX04006011—101)·3O·：u]0毕bIl}I与抛光模接触，从接触形态来看，该类抛光技术相对于通常为一极小值，机床各部件的

8、几何误差累积必然对小工具修磨法具有明显的生产效率优势。其产生较大影响。／／图1光学元件全I=l径抛光示意图平面快速抛光工艺中，元件的加工精度主要依赖于抛光模的精度传递或复制。在相同测量口径尺寸下，二者存在如下关系：plt=k。。kpi