[发明专利]一种大口径光学复杂曲面的立式加工检测集成方法

说明书

本发明提供一种大口径光学复杂曲面的立式加工检测集成方法，具体过程为：固定大口径光学元件使其竖直放置，并在光学元件前方搭建检测系统和加工系统；检测系统位于光学元件的正前方，主要由CGH光学补偿器和干涉仪构成；加工系统位于光学元件与检测系统之间，主要由移动导轨、机械臂底座、机械臂及磁流变加工设备组成；在光学检测过程中，坐落在移动导轨之上的机械臂先移动到检测光路之外；待检测完成后，机械臂沿导轨缓慢移动到指定的加工工位，然后开启磁流变设备，进入加工工序；不断重复检测、加工过程，直至光学元件的面形达到设定精度。该方法能够大幅度提高大口径光学复杂曲面的加工检测效率。

技术领域

本发明属于光学加工检测技术领域，具体涉及一种大口径光学复杂曲面的立式加工检测集成方法。

背景技术

在使用传统的数控机床抛光大口径光学元件时，光学元件的状态都是水平放置，待检测时再把光学元件放置于竖直状态进行检测。这种状态的更迭对于中小口径问题不大，但对于这种大口径的光学元件在水平与竖直两种状态进行反复更迭则会带来很多的麻烦，安全是一个至关重要的因素，而浪费的时间也是一个很关键的因素。那么大口径光学元件在整个加工检测过程中最好处于一个单一的状态，如果采用水平方式放置，检测过程是一个很大的难点，整个光路需要垂直，则必须建立高塔来把干涉仪支撑起来。对于曲率半径较小的光学元件问题不大，但对于曲率半径大的光学元件则需要建立一个非常高的检测塔才能完成检测工作，投入的成本无疑是巨大的。因此，把大口径光学元件竖直放置则是一个较好的选择，在光学元件竖直的状态下能够加工的现有工艺只有离子束和磁流变两种工艺，但离子束需要在真空条件下才能进行，因此针对此方案要求只有磁流变工艺能满足要求。

发明内容

本发明的目的是提高大口径光学复杂曲面的加工检测效率，提出一种大口径光学复杂曲面的立式加工检测集成方法，该方法能够大幅度提高大口径光学复杂曲面的加工检测效率。

实现本发明的技术方案如下：

一种大口径光学复杂曲面的立式加工检测集成方法，具体过程为：

步骤一，固定大口径光学元件使其竖直放置，并在光学元件前方搭建检测系统和加工系统；所述检测系统位于光学元件的正前方，主要由CGH(ComputerGeneratedHologram,计算全息图)光学补偿器和干涉仪构成；所述加工系统位于光学元件与检测系统之间，主要由移动导轨、机械臂底座、机械臂及磁流变加工设备组成，所述机械臂通过机械臂底座安装于移动导轨上，所述磁流变加工设备安装于机械臂的末端；

步骤二，在光学检测过程中，坐落在移动导轨之上的机械臂先移动到检测光路之外；待检测完成后，机械臂沿导轨缓慢移动到指定的加工工位，然后开启磁流变设备，进入加工工序；

步骤三，不断重复检测、加工过程，直至光学元件的面形达到设定精度。

进一步地，本发明在搭建好检测系统后，需要先对其进行对准，具体过程为：

(1)对准CGH补偿器和干涉仪，在光学元件的多个对准区形成十字线，调节CGH补偿器和干涉仪的空间位置，使得所述十字线与光学元件对准区中的刻线对齐，完成光路粗调；

(2)调节CGH补偿器和干涉仪的空间位置，使得光学元件反射回来的光线形成理想的零干涉条纹，实现光路精调。

有益效果

本发明采用将CGH补偿器和磁流变加工工艺对光学元件进行检测和加工，使得待加工的光学元件在检测和加工过程中能够始终保持在竖直方向，相比于现有大口径光学元件的加工，该方法非常方便灵活，人员参与度最小，能有效的提高了加工检测效率。

附图说明

图1是大口径光学复杂曲面立式加工检测集成方案示意图。

图2是大口径光学复杂曲面立式加工状态工位示意图。