[发明专利]大气等离子体加工大口径非球面光学元件的对刀方法

摘要

本发明提供一种高精度的大气等离子体加工大口径非球面光学元件的对刀方法。大气等离子体加工大口径非球面光学元件的对刀方法，先进行光学元件侧边平行于水平坐标轴的调节，然后对光学元件表面沿中心轴线对称坐标位置的Z向进行调平，最后再通过两边对刀确定光学元件的中心坐标，以及等离子体炬管中心和光学元件中心的位置，从而完成对刀。本发明综合考虑对刀效率和对刀精度两个方面的因素，采用高精度的触发测头替代传统固定式顶针头。本发明减小了操作人员的经验、观察角度等人为因素的影响，极大地提高了光学元件的对刀精度和装调质量，提高了操作的便利性和对刀效率，有利于提高加工质量以及工艺稳定性。

主权项

1.大气等离子体加工大口径非球面光学元件的对刀方法，其特征在于：先进行光学元件(12)侧边平行于水平坐标轴的调正，然后对光学元件(12)表面沿中心轴线对称坐标位置的Z向进行调平，最后再通过两边对刀确定光学元件(12)的中心坐标，以及等离子体炬管(9)中心和光学元件(12)中心的位置，从而完成对刀；所述方法包括以下步骤：1)打开计算机(16)，开启空气压缩机(1)，使出口气体压力维持在0.5～2Mpa，压缩气体通过气管进入储气罐(2)稳压，保持出口压力在0.7～1Mpa；2)对光学元件(12)进行装夹，使装夹后的光学元件(12)的非球面表面沿中心轴线呈对称状态；3)将二维调节平台(14)放置在工作台(15)上，将装夹后的光学元件(12)放置在二维调节平台(14)上，并使光学元件(12)的中心在触发测头(6)下方0～50mm范围内；4)通过计算机(16)控制触发测头(6)向下运动，并依次触碰光学元件(12)沿X方向或Y方向侧边上的两个点，通过比较两个点的X或Y坐标值，相应调整光学元件(12)的位置，再次控制触发测头(6)向下运动，确保触发测头(6)碰触光学元件(12)相同边上的两个点的X或Y坐标值误差小于10μm；5)通过计算机(16)控制Z轴导轨(8)竖直运动，带动触发测头(6)向上运动至光学元件(12)上方，然后以2～5mm/s的速度向下运动依次碰触光学元件(12)沿边界对称的四个点的位置，通过比较四个点的Z向坐标值，再通过二维调节平台(14)调节光学元件(12)的姿态，然后再次运行进行检验，最后确保触发测头(6)碰触光学元件(12)的表面上沿沿边界对称的四个点的Z向坐标值误差小于10μm；6)通过计算机(16)控制触发测头(6)快速第一次碰触光学元件(12)的两对平行侧边，运动速度为10～20mm/s，并确定平行于Y轴两条侧边的X坐标值X1’、X2’，以及平行于X轴两条侧边的Y坐标值Y1’、Y2’；然后慢速第二次碰触光学元件(12)的两对平行侧边，运动速度为1～5mm/s，并精确得到平行于Y轴两条侧边的X坐标值X1、X2，以及平行于X轴两条侧边的Y坐标值Y1、Y2,通过运算(X1‑X2)/2和(Y1‑Y2)/2得到光学元件(12)中心的精确X、Y坐标值；7)计算机(16)根据标定的等离子体炬管(9)与触发测头(6)之间的相对位置ΔX和ΔY，计算出光学元件(12)的中心与等离子体炬管(9)的中心之间的坐标位置(X+ΔX，Y+ΔY)，并通过计算机(16)控制工作台(15)运动使光学元件(12)运动至其中心与等离子体炬管(9)中心重合，对刀完成。