[发明专利]大口径非球面轮廓加工检测一体化方法

摘要

本发明属于光学精密测试、精密加工技术领域，涉及一种大口径精密非球面加工检测装置与方法，可用于精密光学系统中大型高精度非球面元件面形的检测与加工。本发明基于直线/回转基准技术等，通过将加工设备的功能与检测设备的功能相融合，实现了基于精密气浮回转中心的集加工和检测功能于一体的大口径非球面元件的高精度加工检测。本发明利用研抛关键臂，依据设定的工艺加工参数对工件进行反复研抛，然后利用测量臂上的传感测量系统对被研抛工作表面的轮廓参数直接进行检测，计算机测量控制系统依据测得轮廓数据来确定研抛关键臂的加工路径和研磨量，进而提高大口径非球面元件的加工效率和精度。

主权项

1.一种大口径非球面轮廓加工检测一体化方法，其特征在于：利用研抛关节臂(7)依据设定的工艺加工参数对置于精密气浮回转工作台(3)上的非球面元件(10)进行反复研抛；利用传感测量系统(5)对非球面元件(10)工作表面进行扫描检测，在扫描的同时利用直线气浮导轨系统运动误差激光监测系统(4)分离、补偿精密直线气浮导轨系统(2)的直线运动误差，实现纳米级的直线扫描运动，得到非球面元件(10)沿母线方向(15)上的轮廓；计算机研抛测量控制系统(12)控制精密气浮回转工作台(3)转动不同的角度，实现非球面元件(10)面形轮廓的高精度检测；计算机研抛测量控制系统(12)依据测得轮廓数据来确定研抛关节臂(7)的加工路径和研磨量，进而实现非球面元件(10)的高精度轮廓一体化加工检测；实现一种大口径非球面轮廓加工检测一体化方法的装置包括基座(1)、精密直线气浮导轨系统(2)、精密气浮回转工作台(3)、直线气浮导轨系统运动误差激光监测系统(4)、气浮工作台调整系统(11)、传感测量系统(5)、直线运动误差探测模块(6)和研抛关节臂(7)；其中，精密直线气浮导轨系统(2)、精密气浮回转工作台(3)、直线气浮导轨系统运动误差激光监测系统(4)、研抛关节臂(7)固定在基座(1)上，非球面元件(10)同轴放置于精密气浮回转工作台(3)上；精密直线气浮导轨系统(2)位于精密气浮回转工作台(3)一侧的下方；直线气浮导轨系统运动误差激光监测系统(4)与精密直线气浮导轨系统(2)平行放置，其直线运动误差探测模块(6)与传感测量系统(5)固结在一起，随传感测量系统(5)一起运动；传感测量系统(5)固定在和精密直线气浮导轨系统(2)的轴套(8)相连的横向测量臂(9)上，并可随轴套(8)作一维直线运动，运动过程中传感测量系统(5)与精密直线气浮导轨系统(2)的运动方向垂直；传感测量系统(5)包括非接触式传感测量系统或者接触式传感测量系统。