摘要:精密光学元件目前广泛应用于天文观测、空间对地观察、投影光刻物镜等诸多重要的领域,其具有高表面质量、高面形 精度、低表面损伤等特点。 光学元件精加工的最后一道工序一般为抛光,光学元件进行抛光加工时,需要经历“测量-加工”的 反复迭代过程以实现纳米级面型精度和亚纳米级表面粗糙度。 因此,数控抛光加工时在对工件待加工表面面型离线测量后,需 要在机床上对工件进行二次安装及找正,对工件位姿进行精确定位以保证后续的加工精度,而传统的接触式找正或定位方法存 在效率低下、易划伤工件表面等问题。 为此,基于光谱共焦传感器构建了立式五轴机床非接触式在位测量系统,建立了该测量 系统获取工件表面坐标数据的数学模型及光谱共焦传感器在机床上标定的数学模型,利用球面约束方程提出了基于标准球的 补偿标定的方法,并在磁流变抛光机床上开展了实际的标定实验,验证了标定方案的可行性和精确性。 最后进行工件位姿测量 实验,通过雷尼绍三坐标接触式在位测量系统对光谱共焦非接触式在位测量系统的工件位姿测量精度进行了验证。 实验结果 表明本文所提出的光谱共焦非接触式在位测量系统测量标准球的直径误差<6 μm,工件定位误差<10 μm,能够满足磁流变抛光 实际的定位要求。