1、大口徑非球面光學元件已經廣泛應用于大型天文望遠鏡、衛(wèi)星系統(tǒng)、激光核聚變裝置等民用重大科技工程及國防尖端技術領域，其作為關鍵組件對精度要求極高。目前，該類元件一般采用“先磨削再拋光”的加工方式，在已有的磨削和拋光加工類型中，“平行磨削+氣囊拋光，并輔以檢測技術”的工藝體系具有高效、可控等多重優(yōu)勢，極具應用價值和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文針對非球面光學元件平行磨削和氣囊拋光加工過程在線監(jiān)測技術以及磨削工藝階段檢測技術展開一系列研究，從磨削加

2、工過程光學元件表面質量在線監(jiān)測、磨削階段光學元件超精密檢測、氣囊拋光加工過程去除函數(shù)在線監(jiān)測以及拋光加工運動控制等四個方面進行了試驗研究和理論探索，并進行計算機輔助技術的開發(fā)和實現(xiàn)。主要內容有:
　　1.對磨削加工過程進行實時監(jiān)測試驗研究，選用聲發(fā)射傳感器、加速度傳感器和測力儀等設備，自行設計研制數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)，完成實時監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn);采用Taguchi方法科學設計試驗，實時采集不同工藝參數(shù)組合下聲發(fā)射、振動和磨削力信號

3、，并對加工后元件進行檢測，為后續(xù)進一步理論研究提供科學依據(jù)及數(shù)據(jù)支撐。
　　2.對磨削加工過程光學元件表面質量在線監(jiān)測技術進行了理論研究，基于支持向量機理論，建立工藝參數(shù)和加工狀態(tài)因素識別模型，實現(xiàn)定量描述加工過程中各要素對表面質量的影響程度;基于識別技術并結合磨削加工工藝特點，提出一種新的支持向量機模型——插值·因子-支持向量回歸機，通過輸入工藝參數(shù)組合和加工后的預期表面質量，反算出加工狀態(tài)因素特征參數(shù)的閾值，試驗結果表明，上述

4、模型能夠有效實現(xiàn)對表面質量的在線監(jiān)測。
　　3.從大量程檢測平臺的開發(fā)和基于高精度小量程檢測設備通過拼接技術實現(xiàn)對大口徑光學元件的檢測兩個角度，研究磨削工藝階段大口徑光學元件檢測技術。建立單項幾何誤差自適應補償和空間誤差補償數(shù)學模型，相關試驗結果表明，上述模型有效提高了大量程檢測平臺的精度;提出多段拼接測量方法及后續(xù)數(shù)據(jù)處理數(shù)學模型，并應用泰勒霍普森Form TalysurfPGI1240輪廓儀進行了試驗驗證。
　　4.進行

5、氣囊拋光加工過程實時監(jiān)測試驗，搭建試驗系統(tǒng)，采集不同工藝參數(shù)下加工狀態(tài)因素信號，對聲發(fā)射、振動和氣囊壓力在拋光加工過程中體現(xiàn)出的特點進行了探索性研究;基于最小二乘擬合數(shù)學原理和監(jiān)測試驗數(shù)據(jù)，建立氣囊拋光加工去除函數(shù)在線監(jiān)測數(shù)學模型，實現(xiàn)應用氣囊壓力對去除函數(shù)關鍵特征參數(shù)的在線監(jiān)測。
　　5.建立氣囊拋光加工進給運動和進動運動的和運動即五軸聯(lián)動控制模型，并以該模型為核心技術，開發(fā)計算機編程關鍵算法，運用多項計算機技術，設計開發(fā)“氣囊