以前，我們講過(guò)磁流變技術(shù)的發(fā)展進(jìn)階，今天我們來(lái)看看CCOS技術(shù)的提出與發(fā)展進(jìn)階，這是小工具數(shù)控拋光的技術(shù)支撐。

計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成形(ComputerControlledOpticalSurface)的創(chuàng)意由美國(guó)Itek公司的Wiktor.J.Rupp在20世紀(jì)70年代最先提出,用計(jì)算機(jī)數(shù)控小尺寸磨頭對(duì)光學(xué)表面進(jìn)行研磨或拋光，根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)控制磨頭在加工表面上的運(yùn)動(dòng)路徑、相對(duì)壓力與駐留時(shí)間來(lái)控制材料去除量。

-卓精藝CCOS小工具數(shù)控拋光機(jī)床-

CCOS技術(shù)利用計(jì)算機(jī)執(zhí)行速度快、記憶準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)使加工的重復(fù)精度及效率大幅度提高，特別對(duì)一些傳統(tǒng)方法難于加工的大口徑、離軸非球面光學(xué)元件來(lái)說(shuō)是最佳選擇。

CCOS技術(shù)的發(fā)展過(guò)程是隨著計(jì)算機(jī)、精密測(cè)量、新工藝新材料等綜合技術(shù)的發(fā)展而不斷自我完善的過(guò)程。

70年代初至80年代中前期，CCOS技術(shù)尚處于初始階段。當(dāng)時(shí)由于受計(jì)算機(jī)技術(shù)及精密測(cè)量技術(shù)發(fā)展的制約，CCOS還沒(méi)有做到完全實(shí)用化。這期間Itek公司的Robert.A.Jones在CCOS的計(jì)算機(jī)模擬及加工設(shè)備的優(yōu)化方面做了大量工作。設(shè)計(jì)完成了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制拋光機(jī)，為美國(guó)空軍加工出一塊φ500mm，F(xiàn)/3.5的拋物面反射鏡，面型精度為0.04μm(rms)，表面粗糙度小于5nm，總加工周期為3個(gè)月。Rebert.A.Jones在Aspden提出的CCOS數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，提出了用卷積迭代算法計(jì)算磨頭駐留函數(shù)的模型，這一模型在以后的十幾年中一直是CCOS技術(shù)最重要的理論依據(jù)之一。

到了80年代中后期，隨著計(jì)算機(jī)及精密計(jì)量技術(shù)的飛速發(fā)展，CCOS技術(shù)也得到了進(jìn)一步的完善。Itek公司對(duì)其9臺(tái)CC0OS設(shè)備的數(shù)控單元進(jìn)行了改造，采用了直流伺服加位置反饋控制技術(shù)，其前臺(tái)操作采用VAX-X小型機(jī)連網(wǎng)管理，并配有HND系統(tǒng)的接口。經(jīng)改造后CC0S過(guò)程的計(jì)算速度及精度都得到了大幅度提高。從這點(diǎn)來(lái)看，Itek公司此舉的目的是要把CCOS發(fā)展成為CAD/CAM-體化、非專家可操作的先進(jìn)光學(xué)制造系統(tǒng)。但到目前為止，這一目標(biāo)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，其最大障礙是由于光學(xué)加工工藝的復(fù)雜性，使得建立準(zhǔn)確、全面描述加工過(guò)程的數(shù)學(xué)模型變得異常困難。這期間法國(guó)和俄羅期也相繼研制出了各自的CCOS設(shè)備，REOSC空間光學(xué)制造中心的計(jì)算機(jī)控制拋光機(jī)加工非球面的最大口徑達(dá)2m，精度為1/15λ(rms).瓦維洛夫國(guó)家光學(xué)研究所的AD-1000型計(jì)算機(jī)控制拋光機(jī)的加工精度也達(dá)到了1/182(rms)先進(jìn)的光學(xué)加工離不開(kāi)先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，CCOS技術(shù)優(yōu)越于傳統(tǒng)手工加工的重要標(biāo)志就是它有定量的檢測(cè)結(jié)果作為指導(dǎo)。

進(jìn)入90年代以后，CCOS技術(shù)在不斷完善的同時(shí)，已開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用化階段。Itek公司在1990~1992年期間開(kāi)發(fā)出了真空自勵(lì)磨頭(VacuumActivatedTools)，解決了大尺寸超薄光學(xué)元件的加工問(wèn)題。在CCOS設(shè)備上加工直徑為2m，厚度為1.7cm的離軸拋物面，最終精度為0.034Lm(rms)，表面粗糙度小于1nm，加工周期為5個(gè)月。1994年，TiInsley公司與Itek、Eastern-Kodak等公司合作，利用CCOS技術(shù)完成了對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡主鏡的修復(fù)工作，加工出的非球面校正鏡修正了主鏡制造過(guò)程中的誤差，提高了成像質(zhì)量。

CCOS技術(shù)正在朝CAD/CAM一體化方向發(fā)展，它將變得更加高效、低耗和非專家可操作，預(yù)計(jì)在下一世紀(jì)將完全取代手工加工而成為大口徑脆性材料非球面元件的主要加工手段。

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