[发明专利]基于大数据分析的智能环抛交叉修复调拨系统

说明书

本发明公开了一种基于大数据分析的环抛智能交叉修复调拨系统，其结构示意图如下所示，包括面形数据获取模块、交叉修复匹配分析模块、智能存取调拨模块；面形数据获取模块包括静置恒温单元和面形检测单元，通过数字化干涉仪来获取元件全口径反射面形、透射面形及材料非均匀性分布等数据；交叉修复匹配分析模块包括数据分类单元、指标提取单元、数据分析单元、分析结果驱动单元，功能是对获取的面形数据进行处理、分析、判断，最终形成最佳交叉修复匹配方案；智能交叉修复调拨模块包括元件存储单元和自动传输单元，根据交叉修复匹配方案对元件进行自动存取调拨。本发明的智能交叉修复调拨系统应用在多工位环抛机群批量加工过程中，利用多样化的第一面面形分布和多样化的抛光模面形变化特性，基于大数据分析进行匹配决策，整个过程智能控制，有效提升交叉修复命中率和面形控制效率，具有很强的实用性。

技术领域

本发明属于光学冷加工领域，具体涉及大口径钕玻璃元件的批量化环抛加工。

背景技术

在高功率激光系统中，为获得理想的光束聚焦质量，精密光学元件需要满足严格的全频段波前误差和表面质量要求。环抛技术具有优异的低中高频误差控制以及多工位批量化加工能力，成为高精度大口径平面元件加工的主要技术途径。

大口径钕玻璃平板元件是激光系统的工作物质，是ICF激光驱动器中的关键元件之一。钕玻璃元件环抛加工的难度来自于其超大的长宽比和径厚比以及较大的热膨胀系数，加工过程中元件容易变形，进而出现像散、塌边等局部面形误差；同时受环境温湿度波动、抛光模温度敏感性、批次稳定性等众多因素的影响，其面形变化具有不确定性的特点。现有环抛加工工艺的主要技术特点是动态抛光，即在元件面形由高到低或由低到高的动态变化过程中去“抓”出合格产品。这种工艺直接导致元件面形在加工过程中存在周期性变化。

此外，考虑钕玻璃元件的厚度为40mm，4ppm的材料非均匀性引起的透射波前分布PV值为0.303λ(57°入射)，已经与透射波前指标要求1/3λ相当。按目前的钕玻璃材料均匀性控制水平，均匀性导致的透射波前分布难以控制到忽略不计的程度，需要通过上下两个表面的面形匹配补偿，才能加工出合格的钕玻璃元件。对于分布各异的上表面面形和材料均匀性分布，所需要的下表面面形也各不相同。

上述工艺现状增加了钕玻璃元件面形控制的难度，使得单台设备的加工效率难以大幅提升。满足不了高功率激光系统动辄上千片的钕玻璃元件精加工需求。

发明内容

本发明提供一种基于大数据分析的智能环抛交叉修复调拨系统，该系统在待加工片充足、多工位批量加工的情况下，利用多样化的抛光盘面形走势，根据大数据分析结果，自动生成元件和工位之间的最佳交叉修复加工方案，可以大幅提升钕玻璃元件面形批量加工效率。

本发明的技术解决方案为：一种基于大数据分析的环抛机群智能交叉修复调拨系统，包括面形数据获取模块、交叉修复匹配分析模块、智能存取调拨模块。

所述的数据获取模块是通过激光平面干涉仪来获取元件加工后的全口径面形数据；所述的交叉修复匹配分析模块包括数据分类单元、指标提取单元、数据分析单元及分析结果驱动单元；所述的数据分类单元是根据面形数据的文件名对获取的面形数据进行分类，形成分类数据库，所述的指标提取单元是从面形数据中提取峰谷值(PV)、离焦(P)、像散(A)和剩余峰谷值(PVr)指标，并存放在相应的分类数据库中，形成面形指标库，所述的数据分析单元通过面形指标判断元件是否合格，并对不合格的元件进行面形数据分析，生成交叉修复匹配方案，所述的分析结果驱动单元是利用计算机把交叉修复匹配方案转化为可执行的指令，通过以太网传送至所述的智能存取调拨模块，并驱动所述的智能存取调拨模块完成元件在加工、检测、存储各设备之间的自动调拨。

进一步的，所述的面形数据获取模块包括静置恒温单元和面形检测单元，所述静置恒温单元用来消除元件加工后残存的热应力，同时多工位设计满足检测节拍需求；所述的面形检测单元用来获取元件加工后的面形数据，必要时，可利用子口径移动拼接装置实现大口径元件的全口径面形检测。