中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

现代天文望远镜、遥感探测、国防科技（如激光武器等）领域对高质量光学非球面镜的需求在逐渐提升。主要表现为，对镜面的口径、面形精度、表面质量等提出了更高的要求。在计算机、自动控制、材料等学科综合推动下，大口径镜面加工技术飞速发展。数控小工具加工研抛技术作为计算机控制光学表面成形技术（
Computer Controlled Optical Surfacing, CCOS）的一种，由于成本低、灵活性好、适用范围广，在目前大口径非球面加工中应用最为广泛。
 
要提高数控小工具加工研抛技术的加工效率，需重点解决驻留时间算法、边缘效应和路径规划等问题，对此，拟在反卷积算法研究、面形边缘部分及环带加工、不同面形形状下的网格点连通路径生成算法等方面开展研究，以解决上述问题，提高大口径非球面镜面的加工精度和效率等。本文的主要研究内容如下：
 
（1）对数控小工具研抛技术的材料去除理论进行了研究。分析了驻留时间求解的反卷积模型和矩阵模型，结合实际加工情况进行对比，选择反卷积模型作为驻留时间求解算法。
 （2）设计六边形、椭圆、矩形等常见的非正圆形镜面或圆形带中孔镜面加工路径的规划算法。针对不同特殊孔径形状镜面规划均匀网格，便于应用反卷积模型。设计针对不同孔径形状连通网格点的数控加工路径。
 （3）对非球面镜加工中出现的面形环带进行提取，设计加工路径。使用K-Means 聚类分割面形残差对应图像得到待加工环带，根据环带的宽度信息选择
研抛工具的大小，依据环带的位置信息规划加工路径，实现对环带误差的针对性修正，指导面形加工，优化研抛效果。