数控超光滑加工高次回转对称非球面镜

为了实现高次回转对称非球面的全口径超光滑加工,对磨头的运动控制算法进行了研究。介绍了超光滑加工的基本原理以及相应数控机床的机构,并对其光学表面的创成方式进行了描述。为了精确控制磨头的运动轨迹,提出了非球面驻留点的等误差递推求解算法进而分析了轨迹误差。计算了磨头位于不同位置时去除率的分布情况,并建立了驻留时间数学求解模型。在自研设备上对口径为150 mm,非球面度为116 μm的样件进行了超光滑加工。表面粗糙度方均根值由1.523±0.045 nm降低至0.399±0.0238 nm且分布均匀。实验结果表明,利用该算法可以精确控制磨头的运动轨迹,从而保证表面粗糙度的均匀一致。