強激光光學(xué)零件感應(yīng)耦合等離子體拋光系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、大口徑非球面的光學(xué)零件在慣性約束核聚變系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，可以用于減小或者消除球面鏡片導(dǎo)致在光傳遞過程中產(chǎn)生彗差、球差、像散、場曲及畸變等。其中，在終端光學(xué)組件中，三倍頻諧波分離采用非球面楔形透鏡分離。這種楔形非球面、非軸對稱的設(shè)計使得光學(xué)加工制造遇到很多困難。由于前道工序為超精密磨削，會引入一定厚度的亞表面損傷層，這對后續(xù)的拋光工藝是極其不利的。楔形聚焦透鏡為熔石英材料，屬于硬脆難加工材料，采用原有的瀝青盤拋光工藝，加工效率低。而感應(yīng)耦

2、合等離子體加工方法是一種高效的加工含硅材料的方法。由于其屬于基于化學(xué)反應(yīng)的非接觸式加工方法，因此從加工機理上不會產(chǎn)生表面損傷。
　　為實現(xiàn)楔形聚焦透鏡的快速保形拋光，根據(jù)感應(yīng)耦合等離子體的特性及所加工零件的特點，本論文對等離子體加工裝置進行一系列系統(tǒng)性的設(shè)計工作，其中包括：機床的機械系統(tǒng)設(shè)計與分析、機床的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計、等離子體拋光算法研究以及針對實際加工可能存在的問題進行工藝研究，為下一步的機床調(diào)試及實際加工打下基礎(chǔ)。
　　

3、首先，針對復(fù)雜非球光學(xué)曲面的加工，本文設(shè)計了串并混聯(lián)的五軸機械系統(tǒng)。首先對該機械系統(tǒng)運動位姿逆解、工作空間等運動學(xué)問題進行研究分析，為后續(xù)的數(shù)字運動控制打下基礎(chǔ)。接著，對整個機械系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析，為機床的制造和裝配提供基礎(chǔ)。
　　然后，為實現(xiàn)感應(yīng)耦合等離子體加工機床的數(shù)字控制，在機械系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，需要為其設(shè)計并建立數(shù)控系統(tǒng)。首先介紹了感應(yīng)耦合等離子體機床數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，旨在從整體上協(xié)同把握各項功能，將各功能模塊分解為