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大口径反射镜加工机床在线检测高精度对准方法

陶小平

陶小平. 大口径反射镜加工机床在线检测高精度对准方法[J]. 中国光学, 2015, 8(6): 1027-1034. doi: 10.3788/CO.20150806.1027
引用本文: 陶小平. 大口径反射镜加工机床在线检测高精度对准方法[J]. 中国光学, 2015, 8(6): 1027-1034. doi: 10.3788/CO.20150806.1027
TAO Xiao-ping. Precise alignment method of online optical testing for large-aperture mirror fabrication[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6): 1027-1034. doi: 10.3788/CO.20150806.1027
Citation: TAO Xiao-ping. Precise alignment method of online optical testing for large-aperture mirror fabrication[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6): 1027-1034. doi: 10.3788/CO.20150806.1027

大口径反射镜加工机床在线检测高精度对准方法

doi: 10.3788/CO.20150806.1027
基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目(No.61036015),国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(No.2011CB013205)
详细信息
    通讯作者:

    陶小平(1984—),女,湖北麻城人,博士,副研究员,2005年、2010年于浙江大学分别获得学士、博士学位,主要从事遥感成像系统设计与检测方面的研究。E-mail:taoxp99@163.com

  • 中图分类号: TH741;TP23

Precise alignment method of online optical testing for large-aperture mirror fabrication

  • 摘要: 本文提出了基于特殊点对靶标的快速对准装置,实现机床加工臂和检测臂初始扫描位置自动高精度复位。靶标由外围区域四组放大倍率标定点对和中心区域大小对准点对组成;对准装置经初次使用前的畸变校正后,每次自动识别靶标区域完成自动对焦;根据外围点对进行放大倍率标定;自动识别中心大小点对并对其进行坐标定位;根据当前点对靶标位置计算与理想位置角度量和平移量偏差,指导机床转台和导轨互相配合,迭代调整直至完成精确对准。实验表明该方法对准精度约为5 μm,优于几十μm的机械定位精度,更利于实现超高精度光学加工的快速收敛,提高大口径反射镜加工效率。
  • 图  1  大口径反射镜在线检测加工机床

    Figure  1.  Schematic diagram of optical fabrication machine for large-aperture mirror with optical testing device online

    图  2  对准靶标图样

    Figure  2.  Target pattern for alignment

    图  3  旋转角计算示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of rotation angle calculation

    图  4  平移量计算示意图

    Figure  4.  Schematic of calculation of displacement

    图  5  检测臂与加工臂初始扫描位置对准

    Figure  5.  Original location alignment of optical testing arm and fabrication arm

    表  1  机床对准系统放大倍率标定

    Table  1.   Magnification calibration of the alignment system of the optical fabrication machine

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    表  2  机床对准系统旋转角与平移量计算

    Table  2.   Calculation of rotation angle and displacement of the alignment system of the optical fabrication machine

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-12
  • 录用日期:  2015-06-30
  • 刊出日期:  2015-01-25

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