[发明专利]大口径碳化硅反射镜镀膜镜面自动清洗工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于薄膜沉积技术领域，具体涉及一种大口径碳化硅反射镜镀膜镜面自动清洗工艺方法。

背景技术

随着深空探测以及成像系统的快速发展，观测和成像系统迫切需求更大口径的光学系统，已满足人们看得更远、更清晰的要求。为此，人类不断地设法提高工艺水平，突破当前加工极限，使制备出的反射镜口径不断增大，以满足这迫切需求。但这也给大口径反射镜的制造、加工和镀膜带来了技术挑战。碳化硅(SiC)材料凭借其优异性能，成为目前大口径反射镜镜坯尤其是轻量化反射镜镜坯的首选材料。我国正在开发口径4m量级SiC反射镜光学系统。而对于口径4m量级SiC反射镜，镀膜前的清洗方法和工艺是需要解决的技术难题之一。

对于大口径反射镜来说，镀膜前镜面要经过机械加工和研磨抛光等工艺过程，镜面存在大量加工过程中残留的尘粒和抛光粉剂等污染物，必须对基底表面进行有效的清洗，去除基底表面的灰尘和杂质，才能提高膜层质量和牢固度，保证膜层较高的反射率和耐用性。在传统清洗工艺中，对口径相对较小的反射镜可以采用超声波浸没式清洗和人工直接进行擦拭的方法进行处理，可以达到较好的清洗效果，满足后续镀膜的需求。但如果反射镜口径较大达到2m以上量级时，传统的清洗工艺就不太适合了。对于大口径的SiC反射镜，镜体吊装翻转风险性较大，超声波清洗工艺清洗过程不宜操作，难以实现有效清洗。而且对于2m以上口径的反射镜，由于人体自身条件限制，人工直接擦拭操作很难实现对整个镜体表面进行有效清洗和擦拭。

发明内容

本发明要解决现有技术中传统的超声波清洗和人工擦拭方式已不能满足2m以上量级大口径SiC反射镜镀膜前的清洗要求的技术问题，为了满足国内镀膜工艺中2m以上量级大口径SiC反射镜镀膜前镜面清洗的需求，提供一种实际应用可行的大口径碳化硅反射镜镀膜镜面自动清洗工艺方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种大口径碳化硅反射镜镀膜镜面自动清洗工艺方法，包括以下步骤：

步骤1、将反射镜镜体固定在移动操作台上；

步骤2、激光测距传感器校验

当反射镜镜体定位后，控制横移机械臂慢速沿镜面径向往复一次，如果在往复运动过程中，激光测距传感器的反馈数值一直正常，则表示激光测距传感器的安装角度能匹配当前镜面；否则需调节激光测距传感器的安装角度，直至前述反馈数值一直正常；

步骤3、采用旋转毛刷和高压喷淋的方式同时对反射镜镜面进行清洗剂喷淋和刷洗；

开启移动操作台的旋转功能，然后由横向机械臂及垂直机械臂控制旋转毛刷在反射镜镜面渐进扫描，同时启动旋转毛刷与高压喷淋功能，实现对镜面的清洗；当旋转毛刷清洗了整个镜面后，将旋转毛刷升起并移出镜面；

步骤4、采用旋转毛刷和高压喷淋的方式同时对反射镜镜面进行纯水喷淋和刷洗；

开启移动操作台的旋转功能，然后由横向机械臂及垂直机械臂控制旋转毛刷在反射镜表面渐进扫描，同时启动旋转毛刷与高压喷淋功能，实现对镜面的清洗；当旋转毛刷清洗了整个镜面后，将旋转毛刷升起并移出镜面；

步骤5、最终高压喷淋清洗

将用于高压喷淋的喷淋管降落至镜面附近区域，对镜面用纯水做最终喷淋冲洗，同时仍保持镜体旋转，完成后再将喷淋管升回原位；

步骤6、高压风刀吹干

将高压风刀装置降落至镜面附近区域，对镜体表面用热风做吹扫风干，完成后再将高压风刀装置升回原位，完成反射镜镜面清洗。

在上述技术方案中，采用激光测距装置对清洗机构进行精密控制，根据实际需要在清洗过程中使旋转毛刷盘始终与镜面保持一特定距离，既能实现刷洗工艺又可避免其与镜面发生摩擦碰撞。

在上述技术方案中，利用精密机械结构和程控软件控制旋转毛刷的水平移动和升降，在控制软件中根据反射镜镜面曲面参数，设定旋转毛刷下降的界限，使毛刷盘只能在安全距离内升降，防止由于误操作导致损伤镜面的情况发生。

在上述技术方案中，步骤3和4中所述移动操作台的转速为0.5-5r/min。

在上述技术方案中，步骤3和4中所述旋转毛刷为旋转圆盘式或旋转滚轮式，其刷毛长度为5～15cm，转速为50-150r/min。

在上述技术方案中，步骤3和4中用于高压喷淋的喷嘴沿半径方向排布，根据镜子实际情况适当设置喷嘴与镜面间距离，喷淋时旋转镜体或以镜面中心为圆心旋转喷淋管即可实现对整个镜面的喷淋清洗。

在上述技术方案中，所述喷嘴与镜面之间的距离为30～80mm。