中國慕天望遠鏡1.93米主鏡磨製完成:精度達0.8微米
中國科學院南京天文光學技術研究所天文與空間鏡面技術研究室,完成了慕天望遠鏡1.93米非球面主鏡磨製。慕天望遠鏡由中國科學院院士蘇定強、崔向群以及北京師範大學教授何香濤共同發起,北京師範大學、中國科學院新疆天文台、南京天光所和新疆大學共建,南京天光所負責研製。
鏡面的細磨和拋光均採用主動拋光盤完成,該技術由崔向群組團隊在國內率先發展成功。
主動拋光盤透過電腦控制即時變形,使其與要求的鏡面曲面形狀相同,並優化各種製程參數,實現高速、高平滑度和高面形精度的大鏡面加工。
用時僅兩個月,鏡面面形精度的均方值就達到了0.8微米。
▲主動拋光盤磨製1.93公尺主鏡
專案團隊還將六關節工業機器人與擺臂輪廓儀相結合,解決了轉台跳動誤差影響精度的難題,為鏡面的細磨和粗拋階段提供了亞微米級的測量數據,實現了與光學干涉檢驗的無縫銜接。
此方法減少了大口徑鏡面在加工檢驗位置往復搬運的風險和耗時,並提升了檢驗效率。
精拋由機器人驅動的並聯平轉行星研磨工具完成,透過公轉、自轉和研磨壓力的精密調控實現了穩定的研磨特性。
自主研發的製程分析軟體集檢測資料處理、駐留時間計算、加工路徑生成於一體,實現了數位化自動修磨、確定性好、誤差收斂快。
1.93米鏡面全口徑面形誤差的均方根值優於1/50波長,優於設計指標。
▲機器人-擺臂輪廓儀對鏡面檢驗
慕天望遠鏡1.93米主鏡的成功磨製,標誌著南京天光所以主動拋光盤、機器人擺臂輪廓儀、並聯平轉動研磨工具為代表的先進技術加工和檢驗方法已進入常規應用,預計在我國大型和極大型天文光學望遠鏡的研發方面發揮作用。