[发明专利]离子束抛光工艺中面形收敛精度的控制方法

摘要

本发明公开了一种离子束抛光工艺中面形收敛精度的控制方法，该方法是通过首先获取抛光工艺的去除函数b(x，y)，然后检测待加工光学镜面的面形误差分布z(x，y)，再根据b(x，y)和z(x，y)建立确定性抛光过程的线性模型，根据建立的线性模型和加工精度求解驻留时间向量，再对计算所得的驻留时间进行必要的修正后，以该加工驻留时间进行抛光加工。通过对抛光加工过程中的驻留时间进行控制，可以实现离子束抛光工艺中对面形收敛精度的控制，使得在加工精度要求较低时，能以较高的效率完成加工，节省加工时间，而在加工精度要求较高时，又能满足精度要求，提高工艺的精准性。

主权项

1、一种离子束抛光工艺中面形收敛精度的控制方法，包括以下步骤：(1)获取抛光工艺的去除函数：用确定性抛光工艺过程进行去除函数试验获取去除函数，经试验获取的去除函数记为b(x，y)；(2)检测面形误差分布：采用面形检测装置检测待加工光学镜面的面形误差分布，将检测得到的面形误差分布记为z(x，y)；(3)建立抛光工艺的加工过程模型：在所述光学镜面上选取m个加工量分布点，第i点的坐标记为(xi，yi)，1≤i≤m，则第i点处的期望加工量为zi＝z(xi，yi)，所有的zi按顺序组成一个期望加工量向量ze；同时，在所述光学镜面上及镜面边缘外选取n个驻留加工分布点，第j点的坐标记为(uj，vj)，1≤j≤n，设第j点处的原始加工驻留时间为tj，所有的tj按顺序组成一个原始驻留时间向量t，则所有的驻留加工分布点对某一加工量分布点i点的材料去除量总和为$r_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_{\mathrm{ij}}{t}_j,把所有加工量分布点的材料去除量ri按顺序组成一个材料去除量向量r，则加工过程模型表示为r＝At，其中A为m行n列的加工矩阵，第i行第j列的元素为aij，aij＝b(xi-uj，yi-vj)；(4)根据加工精度求解原始驻留时间向量：根据加工要求的精度求解线性方程组ze＝At中的原始驻留时间向量t，求解公式为$ t=\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}\frac{{\mu }_i^T{z}_e}{{\sigma }_i}{\tau }_i,其中\sigma i为加工矩阵A的第i个奇异值，奇异值的顺序满足\sigma 1\ge \sigma 2\ge \sigma 3\ge \dots \ge \sigma m\times n\ge 0，\mu i和\tau i分别是奇异值\sigma i对应的左奇异向量和右奇异向量，截断参数k为满足不等式$ \underset{i=k+1}{\overset{m\times n}{\Sigma }}{\left({\mu }_i^T{z}_e\right)}^2\le {\mathrm{rms}}^2的最小值，其中rms为加工要求达到的精度；(5)数控加工中对面形收敛精度的控制：当计算所得的各驻留加工分布点的原始加工驻留时间tj中未出现负值时，根据上述求解得到的原始驻留时间向量t中的各元素tj和其坐标(uj，vj)生成数控加工代码，通过数控加工实现离子束抛光工艺中对面形收敛精度的控制；当计算所得的各驻留加工分布点的原始加工驻留时间tj中出现负值时，利用公式ta＝tj-min(tj)对各驻留加工分布点的原始加工驻留时间进行修正，其中ta为各驻留加工分布点的修正加工驻留时间，min(tj)为各驻留加工分布点的原始加工驻留时间中的最小值，所有的ta组成修正驻留时间向量t\prime ，根据修正后的驻留时间向量t\prime 的元素ta和其坐标(uj，vj)生成数控加工代码，再通过数控加工实现对面形收敛精度的控制。$$$