(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211392545.2 (22)申请日 2022.11.08 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区砚瓦池 正街47号 (72)发明人 杜春阳　戴一帆　陈善勇　刘俊峰　 彭小强　关朝亮　胡皓　 (74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 张丽娟 (51)Int.Cl. B24B 1/00(2006.01) B24B 49/02(2006.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种基于低能离子束溅射的半球谐振子修 形方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于低能离子束溅射的 半球谐振子修形方法， 采用离子束对半球谐振子 进行修形， 在半球谐振子赤道区域加工时， 将离 子源沿半球谐振子的径向方向入射进行离子束 迭代加工， 可控性更强， 同时在加工过程中调控 参数以减少热变形对修形精度的影响以实现高 精度谐振子的加工 。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115533626 A 2022.12.30 CN 115533626 A 1.一种基于低能离 子束溅射的半球谐振子修形 方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 1)、 检测待加工半球谐振子的面形精度， 判断面形精度PV值是否大于0.3 μm， 若是， 则修 正半球谐振子的面形精度PV值至小于 0.3 μm， 否则执 行步骤2)； 2)、 将待加工半球谐振子的面形沿球面母线 展开后得到的面形分布 矩阵R； 3)、 确定离子束抛光工艺 参数， 根据工艺 参数获取去除函数矩阵r和去除函数直径d； 4)、 根据去除函数直径d对 面形分布矩阵R进行边缘拓 扑获得边缘延拓面形矩阵Rreal， 根 据面形分布 矩阵Rreal和去除函数矩阵r， 计算得到 离子束加工的驻留时间分布 矩阵M； 5)、 根据离子束加工驻留时间分布矩阵M， 对加工过程中半球谐振子的加工温度场和热 膨胀进行计算， 判断热变形参数u值是否小于100 μm， 若 是， 按照步骤4)的驻留时间分布矩阵 M执行步骤7)， 否则， 调整加工温度调整因子n值使n ×u<100 μm， 将步骤4)的驻留时间矩阵M 与n相乘， 获得新的驻留时间矩阵Mn， 执行步骤7)； 6)、 根据离散数据间隔D与待加工半球谐振子面形每一个数据点(xi,yi)所在的径向半 径Ri， 计算出对应的角度间隔Di； 7)、 根据步骤5)得到的驻留时间矩阵M或Mn与步骤6)得到角度间隔Di计算获得C轴旋转 角速度值， 得到 速度矩阵V； 8)、 将速度矩阵V编制至离子束加工数控代码， 将离子源沿半球谐振子的径向方向入射 进行离子束迭代加工[1/n]， 对半球谐振子进行面形精度修形， []为向下 取整函数； 9)、 检测待加工半球谐振子的面形精度， 判断面形精度PV值是否大于0.1μm， 若是则修 形完成进行后续调平步骤， 否则跳转执 行步骤3)。 2.根据权利要求1所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法， 其特征在于： 所 述步骤4)中， 所述边缘延拓具体包括以下步骤： 将面形分布矩阵R左边缘宽度为d/2的面形 数据追加至面形分布矩阵R右边缘， 将面形分布矩阵R右边缘宽度为d/2的面形数据追加至 面形分布 矩阵R左边 缘， 得到边 缘延拓面形矩阵Rreal。 3.根据权利要求1所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法， 其特征在于： 所 述步骤2)中， 展开 面形时的采样间隔和检测面形精度时的采样间隔相同。 4.根据权利要求2所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法， 其特征在于： 所 述步骤3)抛光工艺参数中， 离子源的离子能量为600～900eV， 加工距离为30～50mm， 工作气 体为氩气， 离 子源光斑束径为2 ～4mm。 5.根据权利要求4所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法， 其特征在于： 所 述步骤5)中采用热量 沉积模型计算加工过程中半球谐振子的加工温度场和热膨胀。 6.根据权利要求1所述的基于低能离子束溅射的半球谐振子修形方法， 其特征在于： 所 述步骤1)和步骤9)中， 采用干涉仪检测待加工半球谐振子的面形精度。 7.一种基于低能离 子束溅射的半球谐振子修形系统， 其特 征在于： 包括以下模块： 第一检测模块， 用于检测待加工半球谐振子的面形精度， 判断面形精度PV值是否大于 0.3 μm， 若是， 则修 正半球谐振子的面形精度PV值至小于 0.3 μm， 否则输入至第二展开模块； 第二展开模块， 用于将待加工半球谐振子的面形沿球面母线展开后得到的面形分布矩 阵R； 第三调整模块， 用于确定离子束抛光工艺参数， 根据工艺参数获取去除函数矩阵r和去 除函数直径d；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115533626 A 2第四计算模块， 用于根据去除函数直径d对面形分布矩阵R进行边缘拓扑获得边缘延拓 面形矩阵Rreal， 根据面形分布矩阵Rreal和去除函数矩阵r， 计算得到离子束加工的驻 留时间 分布矩阵M； 第五判断模块， 用于根据离子束加工驻留时间分布矩阵M， 对加工过程中半球谐振子的 加工温度场和热膨胀进行计算， 判断热变形参数u值是否小于100 μm， 若 是， 按照第四模块计 算得到的驻留时间分布矩阵M输入至第七计算模块， 否则， 调整加工温度调整因子n值使n × u<100μm， 将第四计算模块的驻留时间矩阵M与n相乘， 获得新的驻留时间矩阵Mn， 输入至第 七计算模块； 第六计算模块， 用于根据离散数据间隔D与待加工半球谐振子面形每一个数据点(xi, yi)所在的径向半径Ri， 计算出对应的角度间隔Di； 第七计算模块， 用于根据第五判断模 块输出驻留时间矩阵M或Mn与第六计算模块得到角 度间隔Di计算获得C轴旋转角速度值， 得到 速度矩阵V； 第八加工模块， 用于将速度矩阵V编制至离子束加工数控代码， 将离子源沿半球谐振子 的径向方向入射进行离子束迭代加工[1/n]， 对半球谐振子进行面形精度修形， [ ]为向下 取整函数； 第九检测模块， 用于检测待加工半球谐振子的面形精度， 判断面形精度PV值是否大于 0.1 μm， 若是则修形完成进行后续调平步骤， 否则输入至第三调整转模块。 8.一种计算机可读储存介质， 其上储存有计算机程序， 其特征在于： 所述计算机程序在 被处理器运行时执行如权利要求1至6中任意一项所述基于低能离子束溅射的半球谐振子 修形方法的步骤。 9.一种计算机设备， 包括处理器和存储器， 存储器上存储有计算机程序， 其特征在于： 计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1至6中任意一项所述基于低能离子束溅射 的半球谐振子修形 方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115533626 A 3